Сучасні тенденції вирощування бобових кормових культур на півдні України за умов зміни клімату

Размещено на http://www.allbest.ru/

1 - 4 кандидати сільськогосподарських наук 5 кандидат економічних наук

Інститут кліматично орієнтованого сільського господарства НААН смт Хлібодарське Одеського р-ну Одеської обл

Сучасні тенденції вирощування бобових кормових культур на півдні України за умов зміни клімату

А.М. Влащук1

О.С. Дробіт2

Л.В. Шапарь3

О.О. Коблай4

Vlashchuk A. Безуглий М.Д., Присяжнюк М.В. Сучасний стан реформування аграрно-промислового комп-лексу України. Київ: Аграрна наука, 2012. 48 с., Drobit О.2, Shapar L. Каленська С.М., Журавльова Н.В., Максименко О.І. та ін. Рослинництво: навч. посіб. Київ, 2005. 502 с., Koblai O. Коваленко Н.П. Становлення та розвиток, Shablia O.науково-організаційних основ застосування віт-чизняних сівозмін у системах землеробства (дру-га половина ХІХ -- початок ХХІ ст.). Київ: ТОВ «Нілан-ЛТД», 2014. 490 с.

Institute of Climate Smart Agriculture of NAAS, vil. Khlybodarske, Odesa district, Odesa oblast

Current trends in the cultivation of leguminous fodder crops in the South of Ukraine under the conditions of climate change

Goal. To study the possibility of improving the biological fertility of chestnut soils in the South of Ukraine due to the use of white annual clover. Methods. Field -- to observe the growth and development of plants, weather and climate conditions of the environment and other factors under research; visual -- to detect phenological changes in agricultural plants; measuring and weighing -- to determine the biometric parameters of plant growth and development; laboratory -- to determine the content of trace elements in the soil and grain quality; mathematical and statistical -- for conducting dispersion analysis and statistical processing of data to assess the reliability of the results obtained; calculation and comparison -- to determine the economic and energy efficiency of the elements of crop cultivation technology in crop rotation. Results. The research conducted in 2020-2022 established that the cultivation of annual white clover on alcalinized lands contributed to positive changes in the agrochemical composition of elements and desalination, as indicated by the amount of absorbed Ca+2 from the sum of cations in all variants of the experiment. The optimal conditions for the growth and development of leguminous crops were under irrigation (factor A), when the average seed yield was 0.47 t/ha (SSD05A -- 0.12 t/ha). According to factor B (sowing rate), the highest yield --42 t/ha -- was obtained at the seeding rate of 1.5 million pcs/ha (SSD05B -- 0.07 t/ha). The maximum average rate of seed productivity -- 0.50 t/ha -- was established for irrigation and the use of the seed rate of 1.5 million pcs/ha. Conclusions. The use of white annual clover in crop rotation contributes to the improvement of the environmental improvement and phytosanitary condition of chestnut soils by using water with increased mineralization for irrigation. To obtain the maximum yield of crop seeds in the conditions of Southern Ukraine, it is necessary to sow them at the rate of 1.5 million seeds per hectare and use irrigation.

Key words: ecological improvement condition of soils, annual white clover, seeds, sowing rate, irrigation, productivity.

бобовий кормовий ґрунт

Мета. Дослідити можливість покращення біологічної родючості каштанових ґрунтів на півдні України за рахунок використання буркуну білого однорічного. Методи. Польовий -- для спостереження за ростом і розвитком рослин, по- годно-кліматичними умовами навколишнього середовища та іншими досліджуваними чинниками; візуальний -- для виявлення фенологічних змін рослин сільськогосподарських культур; вимірювально-ваговий -- для визначення біометричних параметрів росту і розвитку рослин; лабораторний -- для визначення вмісту мікроелементів у ґрунті та якості зерна; математико-статис- тичний -- для проведення дисперсійного аналізу і статистичної обробки даних з метою оцінити достовірність отриманих результатів; розрахунково-порівняльний -- для визначення економічної й енергетичної ефективності елементів технології вирощування культури в сівозміні. Результати. Дослідженнями, які проводили у 2020 - 2022 рр., встановлено, що вирощування буркуну білого однорічного на осолонцьованих землях сприяє позитивним змінам в агрохімічному складі елементів та розсоленню, на що вказує кількість поглинутого Ca+2 від суми катіонів у всіх варіантах досліду. Оптимальні умови для росту і розвитку бобової культури склалися за зрошення (фактор А), коли середня врожайність насіння становила 0,47 т/га (НІР05А -- 0,12 т/га). За фактором В (норма висіву) найвищий урожай -- 0,42 т/га -- одержано за норми висіву 1,5 млн шт./га (НІР05В -- 0,07 т/га). Максимальний середній показник насіннєвої продуктивноті -- 0,50 т/га -- встановлено за зрошення та використання норми висіву 1,5 млн шт./га. Висновки. Застосування в сівозміні буркуну білого однорічного сприяє покращенню еколого-меліоративного та фітосанітарного стану каштанових ґрунтів за використання для зрошення води з підвищеною мінералізацією. Для отримання максимальної урожайності насіння культури в умовах півдня України необхідно проводити її сівбу нормою 1,5 млн шт./га та використовувати зрошення.

Ключові слова: еколого-меліоративний стан ґрунтів, буркун білий однорічний, насіння, норма висіву, зрошення, урожайність.

У південній частині України площа сільськогосподарських угідь становить 17,677 млн га, із них на ріллю припадає 84%. Ґрунтовий покрив у регіоні представлений чорноземами та каштановими ґрунтами. В посушливих умовах півдня України отриманню високих урожаїв сільськогосподарських культур сприяє застосування зрошення. Однак використання для поливу води з підвищеною (> 1,5 г/л) мінералізацією зумовлює засолення посівних площ. Насамперед це стосується сільськогосподарських угідь, розташованих на території Інгулецького зрошуваного масиву, де мінералізація води р. Інгулець може досягати г/л, що унеможливлює її використання для проведення поливу. Тому важливо сприяти підвищенню ефективності землеробства та відтворенню родючості ґрунтів [1 - 3].

Наразі до значного зниження ефективності використання зрошуваної ріллі в південній помірно сухій зоні та сухостепових ґрунтово-екологічних підзонах призводить наявність подових земель, які займають 20% ріллі. Вони не мають стоку, що призводить до різних типів засолення -- хлорид- ного, сульфатного, карбонатного, содового й інших, а також до зниження родючості ґрунтів [4, 5].

У сільськогосподарському виробництві використовують переважно хімічний спосіб меліорації -- внесення фосфогіпсу. Комплекс спеціальних агротехнічних заходів включає плантажну оранку та низку інших прийомів, що дають можливість активізувати карбонатний і гіпсовий шари ґрунту. Проте зазначені способи меліорації мають значні недоліки. Так, використання хімічного способу призводить до забруднення навколишнього середовища через вміст у фосфогіпсі важких металів. Глибока оранка на середньосолонцюватих та інших типах засолених ґрунтів може зумовити зниження родючості ґрунту внаслідок подальшого засолення верхнього шару [6 - 8].

Під час переходу від традиційної системи землеробства до органічної найголовнішим завданням є забезпечення можливості виробництва сільськогосподарської продукції без використання хімічних добрив і пестицидів. У зв'язку з цим в Інституті кліматично орієнтованого сільського господарства НААН уже тривалий час проводять дослідження з розробки окремих елементів і складових біологізації технології вирощування сільськогосподарських культур [9 - 11].

Забезпечити рекультивацію земель, що зазнали техногенного навантаження, менш витратним біологічним методом здатні бобові трави. Ці кормові культури, насамперед буркун білий однорічний, мають подовжений період цвітіння, що сприяє зростанню тривалості періоду розмноження та збільшенню популяції диких бджіл-листо- різів, запиленню різних сільськогосподарських культур та підвищенню їх продуктивності [12 - 14].

Автори поставили собі за мету дослідити можливість покращення еколого-меліора- тивного стану ґрунтів завдяки використанню у сівозмінах бобових трав, які значно підвищують родючість ґрунту за рахунок біологічної фіксації азоту з повітря та поліпшують його структуру -- внаслідок кореневого виділення вугільної кислоти відбувається хімічний процес розсолення ґрунту. Дослідження є актуальними, розв'язання поставлених завдань сприятиме поліпшенню еколого-меліоративного стану ґрунтів, підвищенню їх родючості та збільшенню урожайності сільськогосподарських культур.

Мета роботи -- вивчити можливість покращення біологічної родючості каштанових ґрунтів на півдні України за рахунок використання буркуну білого однорічного.

Матеріали і методи досліджень. Дослідження проводили впродовж 2020 - 2022 рр. на території ТОВ «Золотий колос» у Вітовському р-ні Миколаївської обл., що в південній зоні України. Польові досліди закладали відповідно до попередньо розробленої схеми та згідно із загальноприйнятими методичними рекомендаціями [15, 16].

Ґрунт дослідної ділянки -- темно-каштановий середньосуглинковий слабкосо- лонцюватий з глибоким рівнем залягання ґрунтових вод. Польова вологоємкість метрового шару ґрунту становить 20,4%, вологість в'янення -- 9,6%, об'ємна маса метрового шару ґрунту -- 1,42 г/см3.

Проводили двофакторний польовий дослід; повторення варіантів -- чотириразове. Дослід закладали за методом розщеплених ділянок; розміщення варіантів -- рендомізоване. Площа посівної ділянки другого порядку становила 120 м2, а облікової ділянки -- 100 м2. Фактор А -- зрошення: без зрошення та за зрошення; фактор В -- норми висіву: 1,0; 1,5 та 2,0 млн шт./га.

Агротехніка вирощування культури -- загальноприйнята для зони проведення дослідження. Попередником досліджуваної культури була пшениця озима. Згідно з результатами агрохімічного аналізу, проведеного перед закладанням досліду, середній уміст гумусу в метровому шарі ґрунту становив 2,36%.

Результати досліджень. У посушливих умовах півдня України амонійна форма азоту під дією мікроорганізмів перетворюється на нітратну. Ця форма азоту не створює в ґрунті малорозчинних солей, не поглинається ґрунтовими колоїдами, через що є дуже рухливою та легко вимивається в нижні шари ґрунту. Вона поглинається рослинами, що призводить до постійного змінювання вмісту NO3 впродовж вегетаційного періоду культури. Агрохімічний склад ґрунту на початку вегетації та перед збиранням врожаю культури наведено в табл. 1 та 2 відповідно.

Порівнюючи показники, отримані під час аналізу ґрунту на початку вегетації та перед збиранням буркуну білого однорічного, можна зробити висновок, що вміст нітратів у ґрунті мав тенденцію до зменшення наприкінці вегетації. Це є результатом витрат нітратного азоту на формування урожаю (див. табл. 2). В умовах зрошування кількість NO3 була дещо нижчою, ніж в богарних умовах. Визначення вмісту рухомих сполук фосфору перед збиранням врожаю показало, що незалежно від досліджуваних факторів зберігається тенденція до його зниження у ґрунті.

Так, на початку вегетації культури вміст P2O5 варіював у межах 6,23 - 6,35 мг/100 г ґрунту, а перед її збиранням -- в межах 4,89 - 5,15 мг/100 г ґрунту, що відповідає середньому та високому рівню забезпечення ґрунту цією сполукою. Винос рухомого P2O5 є результатом формування врожайності буркуну. Що стосується вмісту рухомих сполук калію, то можна зазначити, що на початку вегетації культури їх вміст у ґрунті був у межах середнього рівня забезпеченості. Значних відмінностей у використанні доступного калію рослинами буркуну білого однорічного залежно від досліджуваних факторів за вегетаційний період не встановлено. Загалом можна констатувати, що вміст основних елементів живлення перед збиранням культури був меншим, ніж перед посівом, що пов'язано з формуванням урожаю.

2. Агрохімічний склад темно-каштанового ґрунту перед збиранням урожаю буркуну білого однорічного (середнє за 2020 - 2022 рр.)

Завдяки діяльності ґрунтових мікроорганізмів малодоступні для живлення рослин сполуки, що містять поживні речовини, поступово переходять у засвоювані форми. Кількість мікроорганізмів у ґрунті значною мірою залежить від водного, теплового, повітряного режимів та від культур, які вирощують у сівозміні. Найбільший інтерес становить мікрофлора, що бере участь у забезпеченні рослин азотним живленням із ґрунту. На початку вегетації та перед збиранням врожаю культури було відібрано зразки ґрунту для визначення його мікробіологічного складу (табл. 3, 4). Встановлено, що загальна кількість мікроорганізмів у 1 г абсолютно сухого ґрунту на початку вегетації становила 24,94-25,21 млн, впродовж вегетаційного періоду культури вона в усіх варіантах досліду дещо збільшувалась і на час збирання перебувала в межах 29,73 -31,0 млн. У варіантах досліду, коли використовували зрошення, значення цього показника були дещо вищими, ніж на незро- шуваних ділянках, що вказує на позитивний вплив проведення поливу на покращення мікробіологічного ценозу ґрунту.

Внаслідок розщеплення білка вивільняється азот у вигляді аміаку. Цей процес є результатом діяльності амоніфікуючих бактерій. На початку вегетації культури значних коливань кількості мікроорганізмів цієї групи не встановлено. Їх чисельність перебувала в межах 25,51 - 25,69 млн/г абсолютно сухого ґрунту (див. табл. 3). За період проходження вегетації буркуну білого однорічного кількість мікроорганізмів зазначеної групи значно підвищувалась -- до 28,82 - 30,64 млн/г абсолютно сухого ґрунту. Згідно з результатами мікробіологічного аналізу ґрунту, кількість амоніфікуючих бактерій була вищою в умовах зрошення -- вона становила 30,05-30,64 млн/г абсолютно сухого ґрунту, що свідчить про позитивний вплив на розмноження мікроорганізмів цієї групи зрошення та посівів буркуну білого однорічного (див. табл. 4).

Олігонітрофіли, як і рослини буркуну, здатні фіксувати атмосферний азот. На початку вегетаційного періоду культури кількість олігонітрофілів дорівнювала 20,39 - 20,51 млн/г абсолютно сухого ґрунту. За час росту та розвитку посівів, перед збиранням буркуну, кількість мікроорганізмів цієї групи збільшувалась у варіантах досліду, де застосовували зрошення, до 28,32 - 29,01 млн/г абсолютно сухого ґрунту, а у варіантах без поливу -- лише до 26,45 - 26,71 млн/г абсолютно сухого ґрунту, що, безперечно, вказує на позитивний вплив культури та зрошення.

Оцінка істотності часткових відмінностей

НІР05, т/га: А = 0,09; В = 0,06

Оцінка істотності середніх (головних) ефектів

НІР05, т/га: А = 0,12; В = 0,07

Аміак, що утворюється в ґрунті внаслідок розщеплення органічних сполук, під впливом нітрифікуючої мікрофлори досить швидко окиснюється спочатку в азотисту кислоту, а потім -- в азотну. В нашому дослідженні кількість нітрифікуючих бактерій на початку вегетації в умовах зрошення була вищою і становила 9,58 - 9,76 тис./г абсолютно сухого ґрунту, в той час як за відсутності поливу вона не перевищувала 8,70 - 9,65 тис./г абсолютно сухого ґрунту. Перед збиранням урожаю культури кількість мікроорганізмів цієї групи в умовах зрошення збільшувалася до 11,33 - 11,60 тис./ г абсолютно сухого ґрунту, в той час як за відсутності поливів вона становила 10,73 - 11,12 тис./г абсолютно сухого ґрунту. Наприкінці вегетаційного періоду кількість усіх груп мікроорганізмів, відібраних для вивчення мікробіологічного ценозу ґрунту, збільшувалась. В умовах зрошення їх було набагато більше, ніж на ділянках без зрошення.

Гідрогеолого-меліоративний стан зрошуваних земель оцінювали на основі «Інструкції з обліку та оцінки меліоративних земель і меліоративних систем». Гідро- геолого-меліоративний стан земель Вітовсь- кого р-ну Миколаївської обл., що належать до Інгулецького зрошуваного масиву, в цілому, задовільний: глибина залягання рівнів ґрунтових вод дорівнює 2 - 5 м, слабкий рівень осолонцювання в шарах ґрунту 0- 30 та 0 - 100 см.

Визначено іонно-сольовий склад поливної води: її мінералізація в середньому становить 1,532 г/дм3. Щодо хімічного складу води: за кількістю аніонів вона належить до сульфатно-хлоридної групи, а за кількістю катіонів -- до магнієво-натрієвої. Серед аніонів переважають хлориди і сульфати -- відповідно 45,84 та 44,30% від загальної суми аніонів; серед катіонів -- натрій (52,00% від суми аніонів) та магній (33,42% від суми катіонів). Також вивчали вміст у темно-каштановому ґрунті обмінних катіонів. Дані щодо вмісту цих сполук у шарі ґрунту 0 - 40 см перед сівбою буркуну білого однорічного наведено в табл. 5. Наприкінці вегетації культури їх вміст залежно від різних факторів зазнавав змін в усіх варіантах досліду.

5. Динаміка вмісту обмінних катіонів у темно-каштановому ґрунті в кінці вегетації буркуну білого однорічного (середнє за 2020 - 2022 рр.)

На фоні зрошення загальна кількість обмінних катіонів була дещо вищою, ніж у варіанті без зрошення -- 18,07 - 18,30 проти 17,84 - 18,07 мг екв./100 г ґрунту відповідно, що свідчить про незначне підвищення кількості катіонів у разі зрошення за рахунок поливної води -- не більш як на 0,23 мг екв./100 г ґрунту. Це є підставою для ствердження, що використання буркуну білого однорічного дає змогу контролювати кількість катіонів, які спричиняють підвищення осолонцювання ґрунту. Аналізуючи дію різних норм висіву культури на динаміку варіації обмінних катіонів, можна зробити висновок, що значного впливу цього фактора не виявлено. Загальна сума обмінних катіонів була дещо меншою порівняно з іншими варіантами за норми висіву млн шт./га.

Підсумовуючи наведені факти, можна стверджувати, що вирощування буркуну білого однорічного на землях, які зазнали осолонцювання, сприяє позитивним змінам в агрохімічному складі темно-каштанового ґрунту та його розсоленню -- про це свідчить кількість поглинутого Ca+2 від загальної суми катіонів у всіх варіантах досліду.

Під час проведення досліджень також визначали насіннєву продуктивність культури (табл. 6).

Встановлено, що зрошення позитивно впливає на формування насіннєвої продуктивності культури (фактор А). В середньому за період проведення досліджень урожайність насіння на зрошуваних ділянках досліду була на 31,9% вищою порівняно з варіантами без поливу та становила 0,47 т/га. Норма висіву (фактор В) також впливала на насіннєву продуктивність буркуну. Найкращу продуктивність насіння культури -- 0,42 т/га -- отримали за сівби нормою висіву 1,5 млн шт./га, що було на 16,5 та 3,5% більше, ніж у варіантах досліду, де використовували норми висіву 1,0 та

млн шт./га відповідно. Згідно з отриманими даними, саме зрошення найбільшою мірою сприяло підвищенню насіннєвої продуктивності. Максимальною, а саме 0,50 т/га, середня врожайність буркуну білого однорічного була за використання зрошення та норми висіву 1,5 млн шт./га.

Висновки

За результатами досліджень, які проводили у 2020-2022 рр., вирощування буркуну білого однорічного на осолонцьованих землях у поєднанні зі зрошенням та оптимальними нормами висіву є одними з основних факторів формування насіннєвої продуктивності.

Використання зазначених оптимальних параметрів за вирощування культури сприяє позитивним змінам в агрохімічному складі темно-каштанового ґрунту та його розсоленню. Оптимальні умови для росту і розвитку рослин склалися за зрошення (фактор А), коли середня врожайність насіння становила 0,47 т/га (НІР05А -- 0,12 т/га). За фактором В (норма висіву) найвищий урожай насіння -- 0,42 т/га -- одержано за норми висіву 1,5 млн шт./га (НіР05В -- 0,07 т/га). Максимальний середній показник насіннєвої продуктивності -- 0,50 т/га -- отримано за зрошення та використання норми висіву 1,5 млн шт./га. Застосування в сівозміні буркуну білого однорічного сприяє поліпшенню еколого-меліоративного та фі- тосанітарного стану каштанових ґрунтів.

Бібліографія

Кірілеску О.Л., Мовчан К.І. Формування врожайності зернобобових культур в умовах Західного Лісостепу України. Корми і кормовиробництво. 2016. Вип. 82. С. 125 - 130.

Min W., Hofen O., Tompson R. A global perspective on agroecosystem nitrogen cycles after returning crop residue. Agriculture, Ecosystems & Environment. 2018. V. 266. P. 49 - 54.

Петриченко В.Ф., Лихочвор В.В. Рослинництво. Нові технології вирощування сільськогосподарських культур: 5-те вид., виправ., допов. Львів: Українські технології, 2019. 806 с.

Кохан А.В., Кавалір Л.В., Самойленко О.А. Селекція та насінництво однорічних і багаторічних кормових трав: теоретичні та практичні аспекти. Полтава: Астрая, 2018. 196 с.

Вожегова Р.А., Влащук А.М., Дробіт О.С., Влащук О.А. Урожайність насіння буркуну білого однорічного залежно від ширини міжряддя та доз азотного добрива. Вісник аграрної науки. 2021. № 5. С. 16 - 22.

Вожегова Р.А., Влащук А.М., Дробіт О.С., Місєвич О.В. Буркун білий -- розробка технології. Агробізнес сьогодні. № 9 (448). С. 39 - 41.

Vozhegova R., Lavrinenko Yu., Vlaschuk A. et al. Influence of elements of technology on formation of structural indicators of one year old clover. J. of Science. Lyon. France. 2021. N 24. P. 7 - 11.

Вожегова Р.А., Влащук А.М., Дробіт О.С., Бєлов В.О. Удосконалення агротехніки вирощування буркуну білого однорічного в умовах

Південного Степу України. Вісник аграрної науки. 2022. № 2. С. 5 - 10.

Демидов О.А., Дем'янюк О.С. Вплив агроекологічних чинників на вміст мікробної біомаси у ґрунті. Таврійський науковий вісник. Сільськогосподарські науки. 2017. Вип. 97. С. 39 - 44.

Влащук А.М., Дробіт О.С., Біднина І.О. та ін. Ефективність внесення мінеральних добрив на посівах буркуну білого однорічного. Вісник аграрної науки. 2023. № 4. С. 72 - 80.

Вожегова Р.А., Лавриненко Ю.О., Малярчук М.П. Методика польових і лабораторних досліджень на зрошуваних землях. Херсон: Грінь Д.С., 2014. 286 с.

Ушкаренко В.О., Вожегова Р.А., Голо- бородько С.П. та ін. Методика польового досліду. Херсон: Грінь Д.С., 2014. 448 с.

Размещено на Allbest.ru/