Размещено на http://www.allbest.ru/

ДНІПРОПЕТРОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.582:631.8

ЕФЕКТИВНІСТЬ ДІЇ ПОПЕРЕДНИКІВ, ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ НА УРОЖАЙНІСТЬ КУКУРУДЗИ У СІВОЗМІНАХ ПІДЗОНИ ПІВНІЧНОГО СТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.01 - загальне землеробство

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

ОЛЕКСЕНКО ВОЛОДИМИР ІВАНОВИЧ

Дніпропетровськ 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Красноградській дослідній станції Інституту зернового господарства УААН протягом 2003-2006 рр.

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ІЗГ УААН Чумак Володимир Семенович

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор кафедри землеробства ДДАУ Храмцов Леонід Іванович

кандидат сільськогосподарських наук, доцент кафедри землеробства ХНАУ ім. В.В. Докучаєва Кудря Сергій Іванович

Захист відбудеться 28.09.2007 р. о 13 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.804.02 при Дніпропетровському державному аграрному університеті за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ 27, вул. Ворошилова, 25, корпус 1, конференц-зал (ауд. 342)

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

Автореферат розісланий 20.08.2007 р.

Вчений секретар спеціалізованої Мицик О.О.

вченої ради

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Підвищити продуктивність сільськогосподарських культур і стабілізувати родючість ґрунтів не можливо без застосування добрив і хімічних заходів захисту рослин.

У структурі зернофуражного балансу кукурудзі відводиться важливе місце, як найбільш урожайній та енергоємній культурі. Кукурудза - одна із найбільш цінних сільськогосподарських культур, яка за врожайністю зерна перевищує майже всі фуражні культури. У світовому землеробстві за посівними площами та валовим збором зерна вона посідає третє місце.

За даними Красноградської дослідної станції Інституту зернового господарства УААН за останні десять років урожай зерна кукурудзи був на 32% вищим за врожай зерна ячменю, на 30-60% за врожай зерна озимої пшениці та майже вдвічі вищим за врожай зерна гороху. Узагальнення наукових експериментів, приводять до висновку, що в умовах підзони північного Степу України вплив попередників кукурудзи при тривалому застосуванні різних доз мінеральних і органічних добрив на фоні полицевого та безполицевого основного обробітку ґрунту на його родючість і врожайність кукурудзи у коротко- та тривалоротаційних сівозмінах, незважаючи на свою важливість, досліджений недостатньо.

Вирішення цих питань сприятиме підйому сільського господарства України, збільшенню виробництва зерна кукурудзи, забезпечить екологічну рівновагу стану навколишнього середовища, особливо зважаючи на те, що в останні роки суттєво змінюються окремі елементи технології вирощування цієї культури, рівень удобреності посівів, загальна культура землеробства та форма власності на землю.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичного плану Красноградської дослідної станції Інституту зернового господарства УААН (номер державної реєстрації 75019271) і державною науково-технічною програмою за темою “Розробити основні елементи екологічно зрівноважених систем землеробства забезпечуючих одержання високоякісної продукції та охорони навколишнього середовища” (номер державної реєстрації 0194U001288, 0197U000098, 0197U000100).

Мета і завдання досліджень. Метою нашої роботи є виявилення на базі комплексних досліджень впливу попередників, обробітку ґрунту та його удобрення на елементи родючості ґрунту, фітосанітарний стан посівів, урожайність кукурудзи, економічну та енергетичну ефективність її вирощування.

Дослідженнями передбачалося:

- встановити вплив попередників кукурудзи на різних фонах удобрення ґрунту на баланс вологи і поживних речовин;

- визначити накопичення пожнивно-кореневих решток;

- обстежити фітосанітарний стан посівів кукурудзи залежно від попередників і удобрення ґрунту;

- визначити вплив попередників, способів основного обробітку ґрунту і різних доз добрив на урожайність кукурудзи; економічну та енергетичну ефективність її вирощування;

- встановити вплив тривалого застосування добрив на урожайність кукурудзи;

- дослідити та встановити вплив різних доз добрив на вміст важких металів та мікроелементів у зерні кукурудзи в сівозмінах підзони північного Степу України.

Об'єкт дослідження. Ефективність попередників, основного обробітку ґрунту та тривалого застосування добрив, баланс вологи та поживних речовин, урожайність кукурудзи, економічна і енергетична оцінка.

Предмет дослідження. Попередники кукурудзи (озима пшениця, ячмінь, цукрові буряки, кукурудза на зерно), способи основного обробітку ґрунту (полицевий і безполицевий) на різних фонах удобрення.

Методи дослідження. Польовий дослід, який доповнювався лабораторним (для визначення водно-фізичних властивостей ґрунту), математично-статистичним (для оцінки достовірності отриманих результатів), економіко-математичним (для встановлення економічної та енергетичної ефективності застосування різних заходів і способів основного обробітку ґрунту). добриво кукурудза удобрення урожайність

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в умовах підзони північного Степу України визначено комплексний вплив попередників, полицевого і безполицевого обробітку ґрунту та довгострокового застосування мінеральних і органічних добрив у різних сівозмінах на урожайність кукурудзи, якість продукції та зміни родючості ґрунту.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведених досліджень виявлено і рекомендовано виробництву кращі способи обробітку ґрунту і оптимальні дози добрив під кукурудзу у спеціалізованих сівозмінах, що сприятиме збереженню родючості ґрунтів та екологічної рівноваги, і як наслідок, підвищенню врожайності та якості зерна кукурудзи.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана й оформлена автором самостійно. Проведення польових та лабораторних досліджень і теоретичне обґрунтування одержаних наукових результатів виконувалися дисертантом особисто, або за його безпосередній участі. У проведенні досліджень та їх узагальненні частка автора складає близько 85%.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень і основні положення дисертаційної роботи доповідались автором на: науково-технічних нарадах Красноградської дослідної станції (2003-2006 рр.); науково-методичних нарадах Інституту зернового господарства УААН (2003-2006 рр.); науково-практичній конференції молодих вчених “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології” (Київ - Чабани, 2003р.).

Публікації. За матеріалами досліджень, поданих у дисертації, опубліковано 5 наукових робіт, із них у фахових виданнях - 3.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 143 сторінках машинописного тексту, має вступ; 5 розділів, які містять 28 таблиць, 7 рисунків; висновки; рекомендації виробництву; список використаної літератури; додатки. Список використаних джерел включає 283 найменування, у тому числі 16 латиницею.

ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літературних джерел і теоретичне обґрунтування теми роботи. У літературному огляді приводиться стан вивченості різних видів основного обробітку ґрунту і систем удобрення, їх впливу на потенційну та ефективну родючість, урожайність кукурудзи та якість продукції. Проведений аналіз результатів досліджень у стаціонарних дослідах на Красноградський дослідній станції ІЗГ УААН та визначені напрямки їх подальшого удосконалення.

Умови та методика проведення досліджень. Дослідження проводились на Красноградський дослідній станції Інституту зернового господарства УААН. Зона діяльності Красноградської дослідної станції охоплює північну частину степової Лівобережної України, включаючи південні райони Харківської, південно-східні Полтавської та північно-східні Дніпропетровської областей. Формуючись в умовах переходу природнокліматичних зон від Степу до Лісостепу, ґрунти дослідної ділянки глибокі чорноземи. Вміст гумусу 4,7-4,9% рН_Cl в орних шарах ґрунту 6,9-7,0, вміст загального азоту 0,28-0,30%, фосфору і калію 0,15-0,16% і 2,1-2,2%, відповідно.

Клімат зони діяльності дослідної станції помірно-континентальний, за даними Красноградської метеостанції кількість опадів за останній 30-річний період складає 579 мм, більша їх частина (64%) випадає протягом квітня- жовтня. Максимум опадів приходиться на червень і липень (74,1 і 66,5 мм), мінімум - на лютий і березень (36,3-31,5 мм). Відносна вологість за теплий період (квітень - жовтень) 81-88%. У посушливі роки вологість повітря знижувалася до 35-38%.

Середньорічна температура повітря складає +7,6⁰С. Найхолоднішими місяцями є січень (-7,0 ⁰С) та лютий (-6,0 ⁰С), найтеплішими - липень (+20,8 ⁰С) і серпень (+19,9 ⁰С). У цілому погодні умови за роки проведення досліджень складалися сприятливо для розвитку рослин кукурудзи, за винятком посух навесні та влітку які траплялись у 2003 і 2006 рр., які дещо знижували врожайність зерна кукурудзи.

Ефективність дії попередників кукурудзи вивчалася при розміщенні її після озимої пшениці, цукрових буряків і ячменю на удобреному (40 т/га гною) і неудобреному фоні (контроль); розмір посівної ділянки - 118 м², облікової - 50 м², повторність досліду чотириразова (стаціонарний дослід № 1). Ефективність способів основного обробітку ґрунту та тривалого застосування різних доз добрив під кукурудзу вивчалися у п'ятипільній зерновій сівозміні (стаціонарний дослід № 2) з наступним чергуванням польових культур: горох, озима пшениця, кукурудза на зерно, кукурудза на зерно, ячмінь; повторність досліду триразова, площа посівної ділянки - 315 м², облікової - 100 м^2.

У досліді проводилися лабораторно-польові дослідження: вміст продуктивної вологи визначали термостатно-ваговим методом; структурний аналіз ґрунту - за методом Н.І. Саввінова в модифікації АФІ; кількість рослинних решток рамочним методом Станкова в період збирання врожаю, шляхом відбору монолітів з 30 см шару ґрунту з наступною відмивкою на ситі з діаметром отворів 1,0 мм; розрахунок кількості надземних пожнивних решток проводили на висоті зрізу рослин; контроль засміченості посівів - кількісно-ваговим методом.

Агрохімічний аналіз зразків ґрунту виконували за загальноприйнятими методиками: гумус - за Тюріним у модифікації Орлова і Гріндель з спектрофотометричним закінченням; вміст валового азоту та фосфору - за методом Гінзбург-Щеглової-Вульфіус; нітрати - спектрофотометрично; фосфор і калій за Чириковим у оцтовокислому витязі; валові та рухомі форми мікроелементів (важких металів) у рослинах - на приладі ААS-1. У зразках рослин після спалювання їх у сірчаній кислоті визначали азот по Кьєльдолю, фосфор - на фотоелектроколориметрі, калій - на полум'яному фотометрі; білок, жир, крохмаль і клітковину - на приладі “Інфрапід-61”; нітрати - спектрофотометричним методом.

Урожай у центнерах з одного гектару отримували шляхом перерахунку урожайності зерна з ділянки, при 100% чистоті і 14% вологості. Дані урожайності обробляли методом дисперсійного аналізу по Б.О. Доспєхову за допомогою ПЕОМ.

ВПЛИВ ПОПЕРЕДНИКІВ, ОСНОВНОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ ТА ДОБРИВ НА ЕЛЕМЕНТИ ЙОГО РОДЮЧОСТІ, ФІТОСАНІТАРНИЙ СТАН ПОСІВІВ ТА УРОЖАЙНІСТЬ КУКУРУДЗИ

Вміст продуктивної вологи у ґрунті та її використання рослинами кукурудзи. В умовах підзони північного Степу вологозабезпеченість має важливе значення для формування урожаїв польових культур і, зокрема кукурудзи. Баланс вологи у ґрунті визначали за вихідними даними її запасів до посіву, в період збирання врожаю, а також по кількості атмосферних опадів за період вегетації кукурудзи.

Як свідчать отримані дані, попередники кукурудзи по-різному впливали на остаточні запаси вологи у ґрунті, характер її накопичення і витрати у період вегетації. Так, при збиранні врожаю кукурудзи після озимої пшениці залишкові запаси вологи у середньому за 2003-2006 роки складали - 139,6 мм, що вище ніж після цукрових буряків на 4,2 %.

Внесення під кукурудзу органічних добрив у дозі 40 т/га гною, незначно підвищувало сумарні витрати вологи за період вегетації після всіх попередників у середньому на 1,3%. Але враховуючи те, що вони сприяли зростанню врожаю кукурудзи порівняно з контролем (без добрив) то можна зробити висновок, що органічні добрива забезпечували більш економне використання вологи на формування одиниці врожаю.

Встановлено, що способи основного обробітку ґрунту суттєвого впливу на сумарні витрати продуктивної вологи не мали, вони коливалися у межах 351,3-352,8 мм. Застосування добрив зменшувало ці витрати на 1,5-3,1%, їх кількість знаходилась у межах 341,7-347,3 мм. При застосуванні мінеральних добрив відмічена тенденція до більш економного використання вологи на формування одиниці врожаю, тому це збільшувало остаточні запаси вологи, як у варіанті з застосуванням оранки так і при обробці ґрунту чизелем на 9,6-10,2%. Способи основного обробітку ґрунту суттєвого впливу на остаточні запаси вологи у ґрунті не мали; при застосуванні чизелю вони збільшувалися на 2,3-3,6 мм (або на 2,2-2,5%), ніж по оранці.

Безумовно, що певний інтерес мають дані витрат вологи, за період вегетації, кукурудзою при її повторному посіві залежно від способів основного обробітку ґрунту та різних доз добрив на формування 1 ц кормових одиниць, ці дані наводяться нижче у рис.1

Рис. 1 Витрати вологи (т/га) рослинами кукурудзи на формування 1 ц кормових одиниць залежно від удобрення та основного обробітку ґрунту

Агрегатний склад ґрунту. Кількість найбільш цінних агрегатів розміром 1-5 мм у роки проведення досліджень була найвищою після озимої пшениці і коливалася у межах 57,1-58,0%. Дещо нижчим цей показник був після ячменю - 55,2-56,1%, потім ідуть цукрові буряки -52,7-53,5%. Найгірша оструктуреність ґрунту була після кукурудзи на зерно і становила 51,9-53,2%, що нижче за озиму пшеницю на 8,3-9,6%, за ячмінь на 5,2-6,5%.

Слід зазначити, що на структуру ґрунту впливали, як способи основного обробітку ґрунту, так і його удобрення. У варіанті, де попередником кукурудзи була кукурудза на зерно при застосуванні оранки на глибину 25-27 см кількість агрегатів розміром 1-5 мм складала 51,9-52,3 %, що вище ніж при застосуванні чизелю на глибину 25-27 см на 5,0 %. Мінеральні добрива сприяли незначному збільшенню цінних агрегатів розміром 1-5мм, як при обробітку чизелем, так і при застосуванні оранки.

При збиранні врожаю, відмічається тенденція до зменшення кількості агрегатів розміром 1-5 мм та 1-3 мм (на 4,4-5,4%) по всіх варіантах досліду. Це можна пояснити впливом ґрунтообробляючих машин, атмосферних опадів та інших факторів, а також зменшенням запасів вологи у ґрунті.

Щільність, порізність. Щільність ґрунту за роки досліджень (2003-2006 рр.) практично була у межах оптимальних для кукурудзи показників. Після досліджуваних попередників показники щільності були фактично однаковими: об'ємна маса ґрунту у шарі 0-10 см становила 1,06-1,12 г/см³; у шарі 10-20 см - 1,14-1,21 г/см³; у шарі 20-30 см - 1,25-1,26 г/см³. Застосування чизельного обробітку ґрунту збільшувало показники його щільності у середньому за роки проведення досліджень на 7,5%.

Загальна порізність ґрунту практично не залежала від попередників і добрив, коливалася в межах - 52,0-54,0% та оцінювалася за шкалою, як оптимальна. При застосуванні безполицевого обробітку ґрунту порівняно з полицевим дещо збільшувалася порізність 56,0% проти 53,0%, відповідно. Це можна пояснити тим, що при обробці чизелем по всій глибині шару ґрунту, який піддається рихленню таким способом, утворюється мережа досить великих вертикальних шпарин.

Родючість ґрунту та баланс поживних речовин. Вміст поживних елементів у ґрунті залежав від його удобрення. Органічні та мінеральні добрива підвищували головним чином вміст рухомих форм азоту та фосфору в ґрунті. Вміст рухомого калію практично залишився без змін через значний рівень забезпеченості ґрунту цим елементом.

Баланс N, P₂O₅ і K₂O у 2003 та 2004 рр. був позитивним по всіх варіантах і коливався у межах: азоту + 24,9-30,4 кг/га фосфору + 18,5-30,7 кг/га і калію + 70,0-126,1 кг/га (2003 р.), а у 2004 р. + 0,7-20,8 кг/га, + 10,5-24,0 кг/га та +51,3-110,3 кг/га, відповідно. Це можна пояснити тим, що рослини кукурудзи не в повній мірі використовували доступні форми поживних речовин, і як наслідок, були отримані досить невеликі врожаї кукурудзи. А у 2005 р. баланс азоту був негативним, найбільший його дефіцит був на контролі - 25,0 кг/га. Баланс фосфору та калію був позитивним, за виключенням невеликого дефіциту при внесенні N₉₀P₆₀K₆₀ - 0,4 кг/га, що пояснюється вмістом цих елементів у ґрунті, згідно агрохімічної оцінки ґрунтів забезпеченість фосфором і калієм підвищена, а азотом - середня.

Накопичення пожнивно-кореневих решток, як джерела органічних речовин. У сучасному землеробстві накопиченню рослинних решток після збирання урожаю під різними культурами приділяється все більша увага, тому що вони є одними з альтернативних джерел поповнення запасів органічних речовин, азоту та зольних елементів живлення рослин. Максимальну кількість решток після збирання залишила озима пшениця - 51,5-67,2 ц/га, що вище, ніж після кукурудзи на зерно на 21,5-23,9 ц/га та після ячменю і цукрових буряків, відповідно, на 10,5 -15,1 ц/га і 35,3-46,4 ц/га.

Внесенні добрива призводили до збільшення маси післяжнивно-кореневих решток порівняно з неудобреним варіантом, у середньому за роки досліджень, по всіх варіантах досліду на 40,9 %. Застосування різних способів основного обробітку ґрунту на накопичення пожнивно-кореневих решток суттєвого впливу не мало. Виняток складає застосування оранки порівняно з чизельним обробітком ґрунту у варіанті з внесенням N₆₀P₆₀K₆₀, яке призводило до збільшення маси післяжнивно-кореневих решток, відповідно, на 4,4-5,1%.

Фітосанітарний стан посівів кукурудзи. Забур'яненість посівів кукурудзи, певним чином, залежала від попередників, основного обробітку ґрунту та кількості внесених мінеральних та органічних добрив (табл.1). Тип забур'яненості у досліді був, згідно класифікації Храмцова Л.І., малорічно-коренепаростковий; рівень окультуреності поля - середній.

Таблиця 1

Забур'яненість посівів кукурудзи до першого міжрядного обробітку ґрунту, шт./м², (середнє за 2003-2006 рр.)

Попередники кукурудзи	Варіанти удобрення ґрунту	Кількість бур'янів, шт./м2	Суха вага бур'янів, г./м2
Озима пшениця	без добрив	10,2	14,5
Ячмінь	без добрив	12,2	14,5
Цукрові буряки	без добрив	8,8	14,4
Кукурудза на зерно*	без добрив	22,0	16,1
	N60P60K60	16,3	14,4
Кукурудза на зерно	без добрив	16,7	14,8
	N60 P60K60	15,3	14,0
	30 т/га гною	25,0	18,7
	30 т/га гною + N60P60K60	14,3	13,7

Найменша кількість бур'янів відмічалася після цукрових буряків - 8,8 шт./м², що нижче за озиму пшеницю на 13,7%, за ячмінь - 27,9% і майже у 2,0- 2,5 рази нижче за кількість бур'янів після кукурудзи на зерно. Застосування чизельного обробітку, порівняно з оранкою, дещо збільшувало кількість бур'янів на 5,4 шт./м² на неудобреному фоні та на 1,0 шт./м² при внесенні мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₆₀.

При внесенні органо-мінеральних добрив у дозі 30 т/га гною + N₆₀P₆₀K₆₀ спостерігалася найменша кількість бур'янів - 14,3 шт/м², потім ішло застосування мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₆₀ - 15,3 шт/м², а найбільша кількість бур'янів спостерігалася при внесенні під кукурудзу органічних добрив у дозі 30 т/га гною - 25 шт./м², що пояснюється занесенням насіння бур'янів у ґрунт з гноєм.

Врожайність, якість зерна кукурудзи та економічна і енергетична ефективність її вирощування. Врожайність кукурудзи суттєво залежала від попередників, а також кількості внесених добрив. Кращим попередником для кукурудзи, яка вирощувалася на зерно, як на удобреному так і на неудобреному фоні, є озима пшениця. У середньому врожайність кукурудзи після цього попередника за період 2003-2006 рр. на контролі становила 53,2 ц/га, а при внесенні 40 тонн гною/га - 63,5 ц/га, що вище, ніж при її розміщенні після ячменю та цукрових буряків на 0,9-6,4% (табл. 2).

При застосуванні оранки врожайність зерна кукурудзи була вищою, ніж при застосуванні чизельного обробітку ґрунту (табл. 3). Так, у 2003 р. ці показники становили - на контролі 36,6 і 34,8 ц/га, а при внесенні під основний обробіток ґрунту N₆₀P₆₀K₆₀ - 46,8 та 42,5 ц/га, відповідно. У 2004 р. урожайність зерна кукурудзи при традиційному обробітку ґрунту була вищою на контролі (без добрив) на 2,7 ц/га та при внесенні N₆₀P₆₀K₆₀ - 1,5 ц/га, а у 2005 р. - 7,9% і на 5,8% вищою, як на контролі так при внесенні N₆₀P₆₀K₆₀, ніж при обробітку ґрунту чизелем на глибину 25-27 см у відповідних варіантах досліду.

На наш погляд, певний інтерес має врожайність кукурудзи на різних фонах удобрення п'ятипільної зернової сівозміни при повторному її розміщенні на тому самому місці. У середньому за роки досліджень найвища врожайність основної та побічної продукції була отримана при внесенні безпосередньо під кукурудзу N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 72,7 ц/га та 109,1 ц/га, відповідно, що вище, ніж при внесенні під кукурудзу N₉₀P₉₀K₉₀ на 6,1%. Та вище за врожайність при застосуванні під кукурудзу 30 т/га гною + N₆₀P₆₀K₆₀, N₆₀P₆₀K₆₀, 30 т/га гною та контроль (без добрив) на 11,2%, 21,8%, 24,7% і 49,6% відповідно.

Основними загально прийнятими показниками якості зерна кукурудзи є вміст білка, жиру та вуглеводів. Аналізуючи дані отримані за роки проведення досліджень ми можемо констатувати той факт, що внесення добрив сприяло підвищенню вмісту у зерні кукурудзи білку, крохмалю та жиру у середньому на 3,6-12,9%, 0,5-3,2% та 3,8-10,0%, відповідно. Слід відзначити, що попередники та способи основного обробітку ґрунту суттєвого впливу на вміст білку, крохмалю та жиру за роки досліджень не здійснювали.

Таблиця 2

Урожайність кукурудзи, собівартість 1 ц зерна та енергетичний коєфіціент залежно від попередників на різних фонах удобрення ґрунту (середнє за 2003-2006 рр.)

Попередники кукурудзи	Удобрення кукурудзи, кг д.р./ га	Урожайність кукурудзи, ц/га	Собівартість 1 ц зерна, грн.	Енергетичний коєфіціент
		основна	побічна
Озима пшениця	без добрив	53,2	79,8	25,1	3,55
	40т/га гною	63,5	95,3	29,8	2,92
Ячмінь	без добрив	52,0	78,0	25,7	3,49
	40т/га гною	59,7	89,6	31,5	2,84
Цукрові буряки	без добрив	52,7	79,1	25,4	3,50
	40т/га гною	60,1	90,2	31,2	2,86

Собівартість 1 центнеру зерна кукурудзи за роки досліджень коливалася в межах 25,1-33,5 грн.. Найдешевше зерно було отримано без застосування добрив, у варіанті де попередником кукурудзи була озима пшениця (контроль, без добрив) - 25,1 грн./ ц, що нижче ніж після цукрових буряків і ячменю на 1,2% і 2,3%, відповідно.

Таблиця 3

Урожайність кукурудзи, собівартість 1 ц зерна та енергетичний коєфіціент при її повторному посіві, залежно від способів основного обробітку ґрунту та різних доз добрив (середнє за 2003-2005 рр.)

Способи основного обробітку ґрунту	Удобрення кукурудзи, кг д.р./ га	Урожайність кукурудзи, ц/га	Собівартість 1 ц зерна, грн.	Енергетичний коєфіціент
		основна	побічна
Чизель на 25-27 см	без добрив	45,5	68,3	28,7	3,04
	N60P60K60	56,4	84,6	31,4	2,88
Оранка на 25-27 см	без добрив	48,6	72,9	27,5	3,18
	N60P60K60	59,7	89,6	29,9	2,91
	30 т/га гною	58,3	87,5	31,3	2,50
	30 т/га гною + N60P60K60	65,4	98,1	33,5	2,55
	N90P60K60	67,1	100,7	29,4	2,94
	N90P90K90	68,5	102,8	30,2	2,70
	N120P120K120	72,7	109,1	31,2	2,60

При застосуванні чизельного обробітку замість оранки собівартість 1 ц зерна кукурудзи незначно збільшувалася, як на неудобреному, так і на удобреному фонах (на 4,2% та 1,7% відповідно). Внесення мінеральних та органічних добрив вело до збільшення витрат на виробництво зерна кукурудзи, і як наслідок, до збільшення собівартості зерна.

Все це, безумовно, вплинуло на отримання умовного прибутку і в кінцевому результаті на рентабельність виробництва. Найвищою вона була у варіанті з попередником - озима пшениця (без добрив) - 79,2%. Найнижчий показник рентабельності отриманий при внесенні під кукурудзу органо-мінеральних добрив у дозі N₆₀P₆₀K₆₀ + 30 т/га гною та попередником кукурудза на зерно і становив 34,3%. А найвища рентабельність виробництва зерна кукурудзи була отримана у варіанті з застосуванням мінеральних добрив у дозі N₉₀P₆₀K₆₀ та становила у середньому за роки проведення досліджень - 53,1%.

Узагальнюючим показником енергетичної оцінки є енергетичний коефіцієнт; співвідношення між величинами енергії, яка нагромаджується та витрачається, на одиницю площі посіву. В нашому досліді найвищий енергетичний коефіцієнт було отримано у варіанті з попередником озима пшениця (без добрив) - 3,55; а решта розподілялась у наступному порядку: цукрові буряки (без добрив) - 3,50; ячмінь (без добрив) - 3,49; кукурудза на зерно (оранка, без добрив) - 3,18; кукурудза на зерно (чизель, без добрив) - 3,04.

Внесені добрива, зменшували величину енергетичного коефіцієнту, за цим показником вони розташувалися у наступному порядку: 1. N₉₀P₆₀K₆₀ - 2,94, 2. N₆₀P₆₀K₆₀ - 2,91, 3. N₉₀P₉₀K₉₀ - 2,70, 4. N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 2,60, 5. 30 т/га гною + N₆₀P₆₀K₆₀ - 2,55, 6. 30 т/га гною - 2,50.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ДІЇ ТРИВАЛОГО ЗАСТОСУВАННЯ РІЗНИХ ДОЗ ДОБРИВ У КОРОТКОРОТАЦІЙНІЙ ЗЕРНОВІЙ СІВОЗМІНІ НА УРОЖАЙНІСТЬ ЗЕРНА КУКУРУДЗИ

Метою наших досліджень було визначення оптимальних доз добрив під кукурудзу у короткоротаційній сівозміні з 100% насиченням зерновими культурами, виявити їх вплив на стан навколишнього середовища та збереження родючості ґрунту. Особливістю досліджень є те, що при визначенні оптимальних доз добрив по закінченні чотирьох ротацій сівозміни, враховували початкову кількість гумусу та поживних речовин під культурами у метровому шарі ґрунту.

За наведеними даними рис. 2, найвищий приріст врожайності кукурудзи у середньому за чотири ротації був отриманий при внесенні безпосередньо під кукурудзу повного мінерального добрива у дозі N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 20,0 ц/га, а найнижчий при внесенні у ґрунт N₃₀P₃₀K₃₀ - 9,7 ц/га. Але з підвищенням дози добрив їх окупність знижувалась і найвищою вона була при застосуванні повного мінерального добрива у дозі N₃₀P₃₀K₃₀ - 5,2 кг зерна/ кг добрив, що майже вдвічі вище, ніж при внесенні N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀.

Проаналізувавши урожайні дані, ми встановили, що для підвищення прибавки врожаю з урахуванням їх окупності найбільш доцільним є збільшити дозу азоту до 90 кг д.р./га, а дози фосфору та калію - до 60 кг д.р./га. При цьому прибавка врожаю становить (у середньому за чотири ротації) - 17,8 ц/га, а окупність добрив - 3,8 кг зерна/кг добрив. Умовний чистий прибуток від застосування добрив становить: при N₆₀P₆₀K₆₀ - 238,5 грн./га, при N₉₀P₆₀K₆₀ - 245,2 грн./га, а при N₉₀P₉₀K₉₀ - 144,0 грн./га, а рентабельність, відповідно -53,0%, 44,1% та 21,3%.

Рис. 2 Середня урожайність зерна кукурудзи, приріст від добрив та їх окупність за чотири ротації сівозміни

Підзона північного Степу України характеризується недостатнім і нестійким зволоженням. Тому на нашу думку, певний інтерес має залежність врожайності кукурудзи від кількості атмосферних опадів за період вегетації.

Кількість атмосферних опадів за вегетаційний період істотно різнилася по ротаціям сівозміни (рис.3) і коливалась у межах 159,8-273,6 мм. Найменша кількість опадів відмічалась у третій ротації - 159,8 мм.

Існує пряма залежність між урожайністю кукурудзи і цим показником. Так, за чотири ротації найменшою вона була (у середньому) за 1998-2000 рр. - 35,1-51,4 ц/га. За другу ротацію (1993-1995 рр.) опадів було на 50,3 мм більше, а врожайність збільшилася на 4,2-9,2 ц/га. У четвертій ротації (2003-2005 рр.) атмосферних опадів випало на 91,5 мм більше, ніж за другу ротацію сівозміни, і як наслідок, приріст урожайності на 9,4-21,3 ц/га. За період вегетації 1988-1990 рр. випала найбільша кількість опадів. Тут отриманий і найвищий приріст урожайності кукурудзи 14,7-21,6 ц/га порівнянні з 1998-2000 рр.

У підзоні північного Степу України, яка характеризується нестійким та недостатнім зволоженням, вирішальний вплив на отримання високих урожаїв кукурудзи має забезпеченість ґрунту доступною вологою за рахунок атмосферних опадів протягом періоду вегетації.

Рис. 3 Урожайність зерна кукурудзи залежно від добрив та атмосферних опадів за період вегетації, середнє з трьох полів за чотири ротації сівозміни, ц/га

НАКОПИЧЕННЯ НІТРАТІВ І ВАЖКИХ МЕТАЛІВ У ЗЕРНІ КУКУРУДЗИ

Результати аналізів зерна кукурудзи щодо вмісту важких металів показали, що їх вміст знаходиться в межах норми, не перевищуючи ГДК. У наших дослідженнях спостерігалася тенденція до збільшення кількості нітратів на удобрених ділянках. Причому зі збільшенням доз добрив дещо збільшувалась і кількість нітратів у зерні. Кількість нітратів у зерні кукурудзи на удобрених ділянках перевищувала контроль на 4,0-26,4%. Протягом років спостережень (2003-2006 рр.) нами не виявлено достовірної різниці у впливі попередників і способів основного обробітку ґрунту на вміст нітратів у зерні.

Вміст нітратів у основній продукції при внесенні мінеральних і органічних добрив не перевищував ГДК - 300 мг/кг і складав на контролі (без добрив) - 23,9-24,1 мг/кг; найменша кількість нітратів при застосуванні добрив спостерігалася при внесенні під кукурудзу N₆₀P₆₀K₆₀ - 25,2 мг/кг, за ними йшли:

N₉₀P₉₀K₉₀ - 26,3 мг/кг, N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 27,2 мг/кг, 30т/га гною - 29,5 мг/кг, 30 т/га

гною + N₆₀P₆₀K₆₀ - 31,7 мг/кг та 40 т/га гною - 31,8-31,9 мг/кг.

ВИСНОВКИ

1. У підзоні північного Степу України, яка характеризується недостатнім і нестійким зволоженням, чергування культур повинно бути направлене, перш за все, на раціональне використання вологи з ґрунту. Запаси вологи навесні перед сівбою кукурудзи за роки досліджень знаходились у межах 181,6-224,5 мм. Після збирання урожаю кількість доступної вологи коливалась від 99,5 до 147,2 мм. Найбільші запаси вологи при сівбі відмічалися після озимої пшениці та ячменю, як на удобреному, так і неудобреному фоні - 198,6-199,0 та 199,4-199,9 мм, відповідно. Застосування добрив сприяло більш економному використанню вологи на формування одиниці врожаю. Заміна оранки на чизельний обробіток суттєвого впливу на водний баланс не мала.

2. Після культур суцільного сіву оструктуреність ґрунту була дещо кращою, ніж після просапних. В останньому випадку зменшується кількість агрегатів агрономічноціних фракцій (1-5 і 1-3 мм) при зростанні кількості агрегатів розміром 0,25-0,5 мм. Заміна оранки чизельним обробітком призводила до зменшення агрономічноціних фракцій на 4,8-5,0%. Застосування добрив вело до збільшення цих агрегатів як по оранці, так і при обробітку ґрунту чизелем, по всіх варіантах досліду на 2,3- 2,5%. При збиранні врожаю кількість агрегатів розміром 1-5 мм і 1-3 мм зменшувалася на 4,4-5,4 %, що можна пояснити впливом ґрунтообробних машин.

3. Застосування органічних і мінеральних добрив сприяло підвищенню рухомих форм азоту та фосфору в ґрунті. Вміст рухомого калію практично залишався без змін, незалежно від удобрення, що пояснюється значним рівнем забезпеченості ґрунту цим елементом і високою фіксацією його чорноземом. Найбільш сприятливі умови мінерального живлення за роки досліджень для кукурудзи складались при розміщенні її після озимої пшениці та ячменю.

При заміні оранки чизельним обробітком суттєвого впливу на вміст рухомих форм азоту, фосфору і калію не виявлено.

4. Баланс азоту, фосфору та калію у 2003 та 2004 роках був позитивним у всіх варіантах і коливався у межах: азоту + 24,9-30,4 кг/га фосфору + 18,5-30,7 кг/га і калію + 70,0-126,1 кг/га (2003р.), а у 2004 р. + 0,7-20,8 кг/га, + 10,5-24,0 кг/га та + 51,3-110,3 кг/га, відповідно. Це можна пояснити тим, що рослинами кукурудзи неповністю використовувалися доступні форми поживних речовин. У 2005 р. баланс азоту був негативним, найбільший його дефіцит був на контролі і становив - 25,0 кг/га. Баланс P₂O₅ і K₂O був позитивним, що пояснюється високим вмістом цих елементів у ґрунті.

5. Найвищий вміст пожнивних і кореневих залишків відмічався при внесенні органічних добрив у дозі 40 т/га гною після озимої пшениці - 94,7 ц/га, а найнижчий - після цукрових буряків 20,8 ц/га.

6. Тип забур'яненості малорічно-коренепаростковий; рівень окультуреності поля - середній. Кількість бур'янів за роки проведення досліджень коливалась у межах 7,0 - 25,0 шт./м².

Внесення мінеральних добрив підвищувало конкурентоспроможність рослин кукурудзи до бур'янів знижуючи їх кількість на 1 м², при цьому не впливало на їх видовий склад.

Застосування органічних добрив, навпаки, збільшувало кількість бур'янів у посівах до 25,0 шт./м² через наявність їх насіння в гної.

Пошкодженість посівів кукурудзи кукурудзяним метеликом коливалася у межах 46,8-68,6%. Серед попередників кращими за цим показником були цукрові буряки - 47,8%, найгіршим - кукурудза на зерно - 68,1%. Заміна традиційного обробітку ґрунту обробітком чизелем вела до незначного підвищення пошкодження посівів, як на контролі, так і при внесенніN₆₀P₆₀K₆₀ (0,7-3,7%).Внесення добрив сприяло зменшенню пошкодження на 20,9-31,3 %. Серед добрив найефективнішими у боротьбі з цим шкідником виявились органо-мінеральні добрива у дозі N₆₀P₆₀K₆₀ + 30 т/га гною - 46,8%.

Така ж тенденція спостерігалась і при ураженості посівів кукурудзи пухирчатою сажкою.

7. Приріст врожайності зерна кукурудзи від застосування органічних добрив у дозі 40 т/га гною становив:

після озимої пшениці - 10,3 ц/га, ячменю - 7,7 ц/га, цукрових буряків - 7,4 ц/га. Заміна оранки чизельним обробітком призвела до зменшення врожайності зерна кукурудзи на контролі на 3,1 ц/га і при внесенні N₆₀P₆₀K₆₀ - 3,3 ц/га.

Найвища врожайність зерна була отримана при внесенні під кукурудзу N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 72,7 ц/га.

8. Внесення добрив сприяло підвищенню вмісту у зерні кукурудзи білка, крохмалю та жиру у середньому на 3,6-12,9%, 0,5-3,2% та 3,8-10,0%, відповідно. Слід відзначити, що ні способи основного обробітку ґрунту, ні попередники суттєвого впливу на вміст білка, крохмалю та жиру за роки досліджень не мали.

9. Енерговитрати значною мірою залежали від кількості внесення мінеральних і, особливо, органічних добрив. Великі витрати енергії спостерігаються при застосуванні органічних добрив, що в кінцевому рахунку впливає на зниження енергетичної ефективності технологій виробництва сільськогосподарської продукції. Співвідношення між одержаною та витраченою енергією з урахуванням її вмісту в основній і побічній продукції (Кее) було найвищим у варіанті з попередником озима пшениця (без добрив) - 3,55.

Внесенні добрива за цим показником розташувалися у наступному порядку: N₉₀P₆₀K₆₀ - 2,94;

N₆₀P₆₀K₆₀ - 2,91; N₉₀P₉₀K₉₀ - 2,70; N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀ - 2,60; 30т/га гною + N₆₀P₆₀K₆₀ - 2,55; 30 т/га гною - 2,50.

10. Собівартість 1 ц зерна кукурудзи за роки досліджень коливалася в межах 25,1-33,5грн. При застосуванні чизельного обробітку собівартість 1 ц зерна кукурудзи незначно зростала.

11. Встановлено, що за тривалого застосування добрив у короткоротаційній зерновій сівозміні під кукурудзу оптимальною є доза - N₉₀P₆₀K₆₀. При внесенні цієї дози добрив валовий збір зерна за чотири ротації сівозміни у середньому становив - 62,0 ц/га і підвищився за рахунок добрив на 40,3 %, при цьому окупність становить - 3,8 кг зерна /кг добрив, а умовний чистий прибуток від їх застосування - 245,2 грн./га, рентабельність виробництва 53,1%.

12. Не встановлено підвищення значної кількості мікроелементів та нітратів, у рослинах при внесенні органічних і мінеральних добрив. Їх вміст у продукції знаходиться в межах допустимих концентрацій. Кількість нітратів у зерні коливалась у межах 23,9-31,7 мг/кг при ГДК - 300 мг/кг.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. З метою підвищення врожайності кукурудзи у підзоні північного Степу України треба висівати її після найкращих попередників - озимої пшениці, цукрових буряків, ячменю.

2. Для створення оптимального співвідношення елементів живлення в інтенсивній зерновій сівозміні підзони північного Степу України та подальшого зростання врожайності зерна кукурудзи, необхідно, зокрема, підвищити дози азотних добрив до 90 кг д.р. /га, при цьому валовий збір зерна підвищився за рахунок добрив на 40,3 %, а рентабельність виробництва становить - 53,1%.

У зв'язку з дефіцитом мінеральних добрив та високою їх вартістю, недоцільним є збільшення доз добрив до N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀, тому що це призводить до значних витрат коштів і енергії, зниженню рентабельності виробництва зерна кукурудзи.

3. Можливо замінити основний обробіток ґрунту - оранка на чизелювання.

При цьому зменшуються затрати пального (на 8-10 кг/га) та енергії, але це можливо лише у господарствах з високою культурою землеробства, за наявності достатньої кількості добрив і засобів боротьби зі шкідниками, хворобами та бур'янами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Олексенко В.І. Ефективність мінерального живлення в системі удобрення сівозміни північного Степу // Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології” Інститут землеробства УААН. Чабани. 2003. С. 30-32.

Олексенко В.І., Чумак В.С. Ефективність удобрення кукурудзи в інтенсивній зернопросапній сівозміні // Бюл. Ін-ту зерн. госп-ва УААН. Дніпропетровськ, 2003. № 20. С. 57-58. (Чумак В.С.- наукове керівництво; Олексенко В.І. результати досліджень, написання статі).

Олексенко В.І., Чумак В.С., Федоренко І.Є. Влив систематичного внесення добрив у короткоротаційній зерновій сівозміні на урожайність та якість зерна кукурудзи в умовах північного Степу України // Бюл. Ін-ту зерн. госп-ва УААН. Дніпропетровськ, 2005. № 26-27. С. 74-78. (Чумак В.С.- наукове керівництво; Олексенко В.І. результати досліджень, аналіз даних, написання статі).

Чумак В.С., Олексенко В.І., Цилюрик О.І. Основні напрямки ефективного використання добрив та шляхи відновлення потенційної родючості чорноземів у сівозмінах північного Степу // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва (Сер. “Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство.”). Харків, 2006. № 6 - С. 165-168. (Чумак В.С.- наукове керівництво; Олексенко В.І., Цилюрик О.І. результати досліджень, аналіз даних, написання статі).

5. Олексенко В.І., Чумак В.С. Продуктивність кукурудзи залежно від атмосферних опадів та тривалого застосування різних доз добрив у короткоротаційній зерновій сівозміні // Вісник ХНАУ ім..В.В.Докучаєва (Сер. “Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство.”). Харків, 2006. № 7. С. 127-130. (Чумак В.С. наукове керівництво; Олексенко В.І. результати досліджень, аналіз даних, написання статі).

АНОТАЦІЯ

Олексенко В.І. Ефективність дії попередників, основного обробітку ґрунту та тривалого застосування добрив на урожайність кукурудзи у сівозмінах підзони північного Степу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 - загальне землеробство - Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2007.

На основі проведених досліджень виявлено і рекомендовано виробництву кращі способи обробітку ґрунту та оптимальні дози добрив під кукурудзу у спеціалізованих сівозмінах, що сприятиме збереженню родючості ґрунтів та екологічної рівноваги навколишнього середовища, і як наслідок, підвищенню врожайності та якості зерна кукурудзи.

Вивчені особливості росту, розвитку та формування урожайності кукурудзи залежно від технологічних заходів. Досліджені процеси накопичення пожнивних решток і водоспоживання рослин під впливом способів основного обробітку ґрунту та його удобрення.

Узагальнені урожайні дані за чотири ротації (20 років) п'ятипільної зернової сівозміни та виявлено тенденцію, щодо впливу кількості атмосферних опадів за вегетацію на врожайність кукурудзи на різних фонах удобрення ґрунту.

Ключові слова: кукурудза, добрива, обробіток ґрунту, атмосферні опади, урожайність.

АННОТАЦИЯ

Олексенко В.И. Эффективность действия предшественников, основной обработки почвы и длительного применения удобрений на урожайность кукурузы в севооборотах подзоны северной Степи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 - общее земледелие. - Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 2007.

Обобщены урожайные данные за четыре ротации пятипольного зернового севооборота (20 лет) и установлена тенденция о влиянии количества атмосферных осадков за вегетационный период на урожайность кукурузы при различных фонах удобрения почвы.

С целью повышения урожайности кукурузы в подзоне северной Степи Украины её следует размещать по лучшим предшественникам, а именно - озимая пшеница, сахарная свекла, ячмень.

Для создания оптимального соотношения питательных элементов в интенсивном зерновом севообороте подзоны северной Степи Украины и дальнейшего увеличения урожайности зерна кукурузы, необходимо, в частности, увеличить дозы азотных удобрений до 90 кг д.в./га. Из-за дороговизны минеральных удобрений нецелесообразно увеличение их дозы до N₁₂₀P₁₂₀K₁₂₀, потому что это ведёт к увеличению затрат денежных средств и энергии, и в конечном итоге, снижению рентабельности производства зерна кукурузы.

Возможна замена отвальной вспашки на безотвальный способ обработки почвы, при этом уменьшается расход горючего до 8-10 кг/га. Но это возможно только в хозяйствах с высокой культурой земледелия, при достаточном количестве минеральных удобрений и средств борьбы с сорняками, вредителями и болезнями растений кукурузы.

Ключевые слова: кукуруза, удобрение, обработка почвы, атмосферные осадки, урожайность.

ANNOTATION

Oleksenko V.I. Efficiency of action of predecessors, basic soil tillage and protracted application of fertilizers on the productivity of corn in the crop rotations of northern's subzone Steppe of Ukraine. Manuscript.

The thesis is submitted for obtaining a scientific degree of candidate of agricultural sciences after speciality 06.01.01 - general agriculture - Dnipropetrovsk State Agrarian University, Dnipropetrovsk, 2007.

On the basis of the conducted researches it is discovered and recommended to production the best methods of soil tillage and optimum doses of fertilizers under a corn in the specialized crop rotations, that will be saving of soil fertility and ecological equilibrium of environment, and as a result, to the increase of the productivity and of corn quality.

The peculiarity of growth, development and forming of the productivity of corn are studied depending on technological measures. The processes of accumulation of stubby residue and water usage by plants are explored under the act of basic soil tillage methods and its fertilizing.

Productive data is generalized for four rotates (20 years) 5-years grain crop rotation and found out a tendency, in relation to influencing of amount of atmospheric precipitates for a vegetation on the productivity of corn on the different backgrounds of soil fertilizing.

Keywords: corn, fertilizers, soil tillage, atmospheric precipitates, yield.

Размещено на Allbest.ru

...