Вплив абсорбенту під різними мульчувальними матеріалами на продуктивність шпалерного огірка у Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вплив абсорбенту під різними мульчувальними матеріалами на продуктивність шпалерного огірка у лісостепу України

Постановка проблеми. Останніми десятиріччями в Україні спостерігається відчутна зміна клімату, яка супроводжується посушливістю і високими температурами повітря у літні місяці. Лісостеп України належить до зони нестійкого зволоження, тому збереження і раціональне використання води протягом всього періоду вегетації рослин є надважливим питанням у технології вирощування будь-якої культури й огірка зокрема.

Сьогодні сільське господарство споживає майже дві третини прісної води, що використовується у світових масштабах. Тому слід більше приділяти уваги пошуку шляхів економії води як найбільш цінного ресурсу на планеті. Вирішення цього питання залежить від нових способів і елементів технології, які сприяють раціональному використанню водних ресурсів, серед яких застосування супераб- сорбентів і мульчувальних матеріалів.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Сільське господарство споживає надто багато прісної води, тому на фоні постійного її здорожчання та зменшення світових запасів виникає необхідність у скороченні її споживання й оптимізації водних ресурсів у сільському господарстві. Використання абсорбентів відіграє велику роль у просуванні нового підходу до людської звички та культури щодо води [1]. Окрім цього, їх використання у сільському господарстві актуальне через підвищену увагу до питань захисту навколишнього середовища останніми десятиріччями.

Вчені дослідили біосумісний абсорбент на основі целюлози, який у ґрунті повністю розщеплюється і не має фітотоксичності. Встановлено, що він вбирає вологу, маса якої до 400 разів більша за його власну вагу. За його використання значно покращується ріст рослин і збільшується урожайність [2].

Суперабсорбенти дають можливість раціонально використовувати рослинами вологу під час вегетації, зменшуючи перепади вологості ґрунту за відсутності атмосферних опадів під час короткотривалих посух, що часто трапляються в зоні Лісостепу України. Застосування суперабсорбентів допомагає рослинам легше переносити спеку [3]. Вони дозволяють не лише забезпечувати рослини вологою, але й здатні вбирати її надлишки за зрошення надмірними нормами, уникаючи ефекту «переполиву» [4].

Одним із ефективних заходів у землеробстві є мульчування, яке допомагає зберегти вологу в ґрунті, покращити його фізичні властивості та сприяти розмноженню й ефективній роботі корисних ґрунтових мікроорганізмів [5].

Застосування мульчування значно зменшує випаровування вологи; захищає його від розмивання, сприяючи збереженню та покращенню структури; послаблює негативний вплив середньодобового коливання температури на рослини; посилює мікробіологічні процеси у ґрунті та покращує живлення рослин [6].

За допомогою мульчування можна ефективно боротися з появою бур'янів. Щільне прилягання до поверхні ґрунту непрозорих синтетичних матеріалів або органічної мульчі товщиною 5-7 см створює непроникний шар для сходів бур'янів на фоні їх затінення від сонячних променів. Такий агрозахід значно зменшує затрати праці, оскільки доведено, що на прополювання 1 га овочевих культур витрачається від 20 до 80 людино-днів залежно від ступеня забур'яненості поля [7].

За вирощування огірка для збільшення температури ґрунту і підтримання її стабільних значень як мульчувальний матеріал використовують чорну поліетиленову плівку. Завдяки їй покращується мікроклімат у поверхневому шарі ґрунту, значно підвищується відносна вологість повітря, що позитивно впливає на рослини огірка. Чорна плівка здатна підвищувати температуру ґрунту. Світла плівка зменшує нагрівання ґрунту вдень, посилює в ньому біохімічні процеси, внаслідок чого покращується живлення рослин [8].

Дослідження впливу на огірок чорної поліетиленової та світлої плівки були проведені за регулярного дефіциту ґрунтової вологи. Найвища температура ґрунту була під прозорою плівкою, тоді як під чорною - помірна. Вищу врожайність одержано під прозорою плівкою - 29,8 т/га, дещо меншу під чорною - 28,7 т/га, що значно більше за контроль (21,2 т/га) [9].

Одним із поширених матеріалів для мульчування є агроволокно, що включає до свого складу стабілізатор, який захищає його від руйнування сонячними променями і впливу негативних температур, тоді як воно має здатність пропускати воду та повітря. Використання цього матеріалу дає змогу захистити рослини і грунт від високих денних температур, оптимізувати умови росту в нічні години за рахунок утримання тепла, зменшити поливні норми та кількість поливів протягом вегетаційного періоду. Велике значення має щільність агроволокна та його колір. Чорне агроволокно з щільністю 50-60 г/м2 зазвичай використовують для мульчування ґрунту, тоді як білеагроволокно з меншою щільністю використовують для тунельних укриттів і для захисту рослин від весняних заморозків. Залежно від щільності агроволокна змінюється його повітропроникність і водопропускна здатність. Перевагою цього матеріалу є довговічність, бо використовувати його можна протягом 3-4 років, що значно заощаджує кошти і підвищує рентабельність використання [10].

Дослідження були проведені на дослідному полі кафедри овочівництва Уманського НУС впродовж 2015-2018 рр. Розсаду гібрида Беттіна F1 («Нунемс», Нідерланди) вирощували у весняній теплиці у касетах із розміром чарунок 8*8 см. Висаджували її у фазі двох справжніх листків 25 травня повздовж шпалери з відстанню між рослинами 15 см. Повторність досліду чотирикратна, площа облікової ділянки становила 8,4 м2.

Як абсорбент було використано гідрогель аграрний компанії DariDar, який вносили у ґрунт перед його мульчуванням у нормі 25 кг/1 га безпосередньо в зону майбутнього розміщення кореневої системи рослин огірка. З мульчувальних матеріалів було використано плівку поліетиленову чорну товщиною 50 мк та агроволокно чорне марки А-50 (щільність 50 г/м2). Плівку та волокно на поверхню ґрунту устеляли смугами шириною 70 см після внесення водоутри- муючих гранул, краї повздовж рядків ретельно укладали в попередньо нарізані борозни і присипали ґрунтом. Безпосередньо перед висаджуванням касетної розсади у місцях майбутнього розміщення рослин робили хрестоподібні розрізи. За контроль слугував варіант, у якому не застосовували мульчувальні матеріали та водоутримуючі гранули.

Виклад основного матеріалу дослідження. Мульчувальні матеріали та водоутримуючі гранули суттєво впливали на проходження фенологічних фаз росту і розвитку рослин огірка (табл. 1). абсорбент целюлоза ґрунт волога

Утворення третього справжнього листка у всіх варіантів відбулося одночасно. Цвітіння жіночих квіток раніше відбувалося за мульчування ґрунту чорною поліетиленовою плівкою - на 28-31 добу від висаджування розсади залежно від застосування гранул. Дещо пізніше цю фазу спостерігали за мульчування ґрунту чорним агроволокном - на 32-34 добу. Використання гранул прискорювало фазу цвітіння жіночих квіток на 2-3 доби порівняно з варіантами, де гранули не вносили. Перші плоди формувалися в середньому через 6 діб від цвітіння жіночих квіток. Швидший ріст і розвиток рослин відбувався за мульчування ґрунту чорною поліетиленовою плівкою та внесення водоутримуючих гранул.

Мульчувальні матеріали та водоутримуючі гранули впливали на величину біометричних показників рослин, які визначали у фазу масового плодоношення (табл. 2).

Таблиця 1 Тривалість міжфазних періодів розвитку рослин огірка залежно від впливу водоутримуючих гранул і мульчувальних матеріалів, діб від висаджування розсади (середнє за 2015--2018рр)

Найбільша висота головного стебла була за мульчування плівкою і застосування водоутримуючих гранул - 179,4 см, що на 22,3 см більше за контрольний варіант. У цьому варіанті товщина стебла рослин також мала найбільше значення - 1,44 см.

За облистненістю вирізнялися рослини з варіанта мульчування ґрунту чорною плівкою із застосуванням гранул і без них - відповідно 35,8 шт. і 33,1 шт./рослину, що більше за контроль відповідно на 10,3 і 7,6 шт.

Важливим показником, який характеризує фотосинтетичний потенціал рослин, є площа листків. Найбільші значення цього показника були у варіанті мульчування ґрунту плівкою із застосуванням гранул - 4 220 см2/рослину, що на 900 см2 більше за контроль. Дещо менша площа листків була за мульчування ґрунту плівкою без використання гранул - 4 030 см2/рослину.

Згідно з кореляційним аналізом між висотою і товщиною головного стебла рослин встановлено дуже сильний прямий зв'язок (г=0,94). Кількість листків практично однаково залежала від висоти головного стебла (г=0,99) та його товщини (г=0,96). Між площею листків і їх кількістю встановлено пряму дуже сильну залежність (г=0,99).

Отже, можна зробити висновок, що мульчувальні матеріали та водоутримуючі гранули забезпечували кращий ріст і розвиток рослин, що відображалося на утворенні більшої вегетативної маси.

Таблиця 2 Біометричні показники рослин у фазу масового плодоношення залежно від впливу водоутримуючих гранул і мульчувальних матеріалів (середнє за 2015--2018рр.)

У середньому за чотири роки досліджень найбільшу товарну врожайність одержано з варіантів мульчування ґрунту чорною плівкою із застосуванням водо утримуючих гранул і без них - відповідно 56,8 т/га і 54,1 т/га (табл. 3).

Найменшу товарну врожайність одержано у контрольному варіанті - 44,7 т/га. Методом кореляційного аналізу між товарною врожайністю та площею листків встановлено дуже сильний прямий зв'язок (г=0,99).

Таблиця 3 Урожайність огірка та кількість плодів на рослині залежно від впливу водоутримуючих гранул і мульчувальних матеріалів (середнє за 2015--2018рр.

Важливим показником ефективності використання водоутримуючих гранул і мульчувальних матеріалів за вирощування огірка є величина раннього врожаю, тому що ранню продукцію можна реалізовувати за значно більшою ціною, зменшуючи таким чином її собівартість. Чим менша собівартість отриманої продукції, тим більш конкурентоспроможною вона є на ринку. За ранній рахували той врожай, який надходив до 20 липня. Найвищий ранній врожай у середньому за чотири роки одержано за мульчування ґрунту чорною поліетиленовою плівкою із внесенням водоутримуючих гранул - 34,1 т/га, що на 6,0 т/га більше контролю. Дещо меншим він був у варіанті з гранулами за мульчування ґрунту чорним агроволокном - 32,7 т/га.

Більша кількість плодів на рослині формувалася за мульчування чорною плівкою із застосуванням гранул і без них - відповідно 26,1 шт. і 24,6 шт. Найменше плодів на рослині формувалося у контрольному варіанті - 19,2 шт

Зібрану продукцію в досліді розділяли на товарну і нетоварну частини. До нестандарту відносили деформовані, уражені хворобами, а також пошкоджені ґрунтовими шкідниками, недорозвинені та перерослі плоди (рис. 1).

Найвищим рівнем товарності врожаю характеризувалися варіанти, де як матеріал для мульчування використовували чорну поліетиленову плівку без водоутримуючих гранул (99,0%) і з гранулами (99,1%). Найменша товарність плодів була в контрольному варіанті без застосування гранул - 98,0%.

Таблиця 4 Показники біохімічного складу плодів залежно від впливу водоутримуючих гранул і мульчувальних матеріалів (середнє за 2015--2018рр.)

Абсорбент і мульчувальні матеріали впливали на зміну біохімічного складу плодів огірка (табл. 4). У варіантах мульчування та застосування гранул відзначено зростання сухої речовини.

Найбільша цукристість була за мульчування ґрунту чорною плівкою з гранулами і без них - відповідно 2,18% і 2,15%. Найвищий вміст аскорбінової кислоти у плодах одержано у контролі - 14,6 мг/100 г. Вміст нітратів у плодах усіх варіантів досліду не перевищував максимально допустимого рівня. Однак найменша їх кількість була за мульчування ґрунту чорним агроволокном без застосування гранул - 50,0 мг/кг.

Висновки і пропозиції. В умовах Лісостепу України мульчування ґрунту чор- ною поліетиленовою плівкою із застосуванням абсорбенту за вирощування рослин огірка на вертикальній шпалері було найбільш ефективним. У цьому варіанті найшвидше відбувалися фенологічні фази росту і розвитку рослин, значно покращувалися їх біометричні параметри, збільшувалася врожайність і товарність плодів, покращувався біохімічний склад плодів. Товарна врожайність у цьому варіанті становила 56,8 т/га, за мульчування чорною плівкою і без гранул вона була на 2,7 т/га меншою.

Список використаної літератури

1. Sannino, A., Demitri, C., Madaghiele, M. Biodegradable cellulose-based hydrogels: Design and Applications. Materials (Basel). 2009. 2 (2). P 353-373.

2. Montesano, F., Parente, A., Santamaria, P., Sannino, A., Serio, F. Biodegradable superabsorbent hydrogel increases water retention properties of growing media and plant growth. Agriculture and Agricultural Science Procedia. 2015. Vol. 4. P 451-458.

3. Чередниченко В.М. Якість врожаю капусти броколі та динаміка його надходження за застосування водоутримуючих гранул і мульчування ґрунту. Овочівництво і баштанництво. 2012. Вип. 58. С. 391-401.

4. Гончарук Н.С. Полимеры в овощеводстве. Москва : Колос, 1971. 264 с.

5. Kosterna, E., Zaniewicz-Bajkowska, A. The effect of AgroHydroGel and irrigation in celeriac yield and quality. Folia Horticulturae Annalis. 2012. 297 p.

6. Завьялова Т Пропалывать или мульчировать? Сад и огород. 2004. № 5. С. 2-4.

7. Hallidri, M. Comparison of the different mulching materials on the growth, yield and quality of cucumber (Cucumissativus L.). Acta Hortic. 2001. 559. P 49-54.

8. Сыч З., Пилипенко О. Агроволокно или обычная пленка? Огородник. 2004. № 4. С. 10.

Анотація

Key words: cucumber, hybrid, vertical trellis, water-retaining granules, mulching materials, biometric parameters, yield, fruit marketability, fruit quality.

Размещено на Allbest.ru