Вплив сірки, молібдену і мікробних препаратів на азотне живлення, врожай і якість картоплі на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Оптимізацією мінерального живлення картоплі на дерново-підзолистих ґрунтах Полісся України можна суттєво підвищити її врожай і якість. Ключовим елементом у системі живлення картоплі є азот - саме при застосуванні азотних добрив врожайність підвищується на 30-80 % і більше. Тому підвищення ефективності азотних добрив шляхом застосування їх у повній нормі з фосфорно-калійними і органічними добривами та поєднання з сіркою дає можливість регулювати азотний режим ґрунту і азотне живлення картоплі протягом вегетації.

В системі удобрення в основному перевага надається макроелементам - азоту, фосфору та калію і в той же час менше уваги отримують мікроелементи, які покращують ферментативні процеси в рослині. Тому застосування мікроелементів, таких як молібден, покращує використання основних елементів живлення з одночасним підвищенням продуктивності сільськогосподарських культур, особливо на бідних дерново-підзолистих ґрунтах.

Відповідно до цього вплив різних норм молібдену й сірки на дерново-підзолистих ґрунтах при мінеральній і органо-мінеральній системах удобрення на продуктивність і якість картоплі вивчено недостатньо і потребує уточнення для надання рекомендацій виробництву. Крім того, вивчення поживного режиму дерново-підзолистих ґрунтів при внесенні елементарної сірки під картоплю в умовах Полісся практично не проводилось.

Одним із способів покращення азотного режиму дерново-підзолистих ґрунтів і продуктивності картоплі є використання мікробних препаратів на основі азотфіксуючих мікроорганізмів. На даний час створюються нові препарати на основі високопродуктивних штамів, відповідно до чого постає необхідність у детальному вивченні їх впливу на поживний режим ґрунту, врожайність і якість картоплі.

Розробка оптимізованого поживного середовища для отримання мікробульб картоплі в умовах in vitro із фізіологічно обґрунтованою кількістю азоту і мікроелементів на сьогодні залишається актуальною, оскільки для отримання максимально можливого врожаю картоплі необхідно використовувати здоровий посадковий матеріал, що обумовлює підвищення ефективності азотних добрив і реалізацію біологічного потенціалу сорту.

Мета дослідження. Оптимізувати азотний режим дерново-підзолистого ґрунту й азотне живлення картоплі шляхом установлення оптимальних норм елементарної сірки і молібденовокислого амонію на фоні мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення, а також гранульованих мікробних препаратів, для одержання високого врожаю й поліпшення його якості, запобігання втрати родючості ґрунту та покращення використання азоту; крім того, вивчення зміни складу мінеральної основи поживного середовища для підвищення продуктивності картоплі в умовах in vitro при отриманні мікробульб.

Об'єкт дослідження - поживний режим дерново-підзолистого супіщаного ґрунту при внесенні елементарної сірки, продуктивність картоплі і вміст нітратів в бульбах залежно від застосування сірки і молібдену на фоні мінеральної і органо-мінеральної систем удобрення.

Предмет дослідження - динаміка вмісту мінеральних сполук азоту, рухомих фосфатів і обмінного калію в дерново-підзолистому ґрунті, рослини картоплі, поживне середовище.

Методи дослідження - польові короткострокові досліди, лабораторні дослідження ґрунту й рослин, визначення якості продукції, статистичні методи дисперсії, економічна і енергетична оцінка.

1. Програма, об'єкти, методика та умови досліджень

Дослідження проводились в 2000-2002 роках в короткостроковому польовому досліді в Чернігівському інституті агропромислового виробництва УААН та у відділі агроекології Інституту агроекології та біотехнології УААН.

Ґрунт дослідного поля дерново-слабопідзолистий супіщаний, сформований на шаруватих водно-льодовикових відкладах з наступними фізико-хімічними і агрохімічними показниками орного шару (0-20 см): рНKCl - 5,0, гідролітична кислотність за Каппеном - 2,5 мг-екв на 100 г ґрунту, сума вбирних основ - 5,4 мг-екв на 100 г ґрунту, вміст гумусу за Тюріним - 1,1 %, азоту легкогідролізованих сполук за Тюріним і Кононовою - 98 мг/кг ґрунту, рухомих фосфатів за Кірсановим - 252 мг/кг ґрунту, рухомого калію за Кірсановим - 186 мг/кг ґрунту, рухомих сполук сірки - 1,5 мг/кг ґрунту, рухомих сполук молібдену в оксалатній витяжці - 0,08 мг/кг ґрунту.

Схема досліду по вивченню застосування сірки і молібдену: 1. Контроль (без добрив); 2. Р90К120; 3. N120Р90К120; 4. N120Р90К120 + S30; 5. N120Р90К120 + S60; 6. N120Р90К120 + молібден 2 кг/га; 7. N120Р90К120 + молібден 3 кг/га; 8. N120Р90К120 + 40 т/га гною; 9. N120Р90К120 + 40 т/га гною + S30; 10. N120Р90К120 + 40 т/га гною + S60; 11. N120Р90К120 + 40 т/га гною + молібден 2 кг/га; 12. N120Р90К120 + 40 т/га гною + молібден 3 кг/га. Площа посівної ділянки - 45 м2, облікової ділянки - 25 м2. Повторність - чотириразова.

Ефективність гранульованих мікробних препаратів вивчалась у дрібноділянковому досліді за наступною схемою: 1. Контроль (без добрив і препаратів); 2. Bacillus subtilis 5; 3. Bacillus subtilis 5 + Azotobacter chroococcum 21; 4. Bacillus subtilis 5 + Azotobacter vinelandii 56; 5. N120P90K120; 6. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5; 7. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5 + Azotobacter chroococcum 21; 8. N120P90K120 + Bacillus subtilis 5 + Azotobacter vinelandii 56. Дослідні партії гранульованих мікробних препаратів виготовлені в Інституті мікробіології і вірусології ім. Д.К. Заболотного на основі фосформобілізуючих бактерій Bacillus subtilis 5 та азотфіксуючих бактерій Azotobacter chroococcum 21 і Azotobacter vinelandii 56. Норма витрати - 25 кг/га. Площа посівної ділянки - 17,5 м2, облікової ділянки - 6,3 м2. Повторність - чотириразова.

Під картоплю вносили мінеральні добрива - аміачну селітру, простий гранульований суперфосфат, калій хлористий, а також напівперепрілий гній. Попередник - озима пшениця. Сорт картоплі Невська, який за групою стиглості належить до середньоранніх.

Відбір змішаних ґрунтових зразків проводився з орного (0-20 см) і підорних (20-40, 40-60, 60-80, 80-100 см) шарів ґрунту за фазами росту та розвитку рослин: сходи, бутонізація, ріст бульб (через місяць після бутонізації), збирання. Паралельно в фазу бутонізації і при збиранні відбирались зразки рослин.

У ґрунтових зразках за загальноприйнятими методиками визначались показники: рНKCl потенціометрично; амонійний азот колориметрично з реактивом Неслера; нітратний азот колориметрично з дисульфофеноловою кислотою; рухомі фосфати і рухомий калій у витяжці за методом Кірсанова.

У зразках рослин після озолення за Гінзбург та ін. визначали: вміст азоту колориметрично з реактивом Неслера; вміст фосфору колориметрично з утворенням фосфорномолібденової гетерополікислоти; калій методом полум'яної фотометрії. Аналіз бульб на вміст нітратного азоту в бульбах - потенціометрично, вміст крохмалю, протеїну й вітаміну С - на інфрачервоному аналізаторі моделі 4500.

Дослід по вивченню складу мінеральної основи поживного середовища на продуктивність картоплі в умовах in vitro проводився в лабораторії клонального мікророзмноження Інституту картоплярства УААН. В досліді вивчали наступні варіанти мінеральної основи поживного середовища: 1) розроблену в Інституті картоплярства УААН - контроль (N:Р:К - 1:0,3:1,1); 2) за Мурасіге і Скугом - міжнародний стандарт (N:Р:К - 1:0,05:0,9); 3) із співвідношенням N:Р:К як 1:0,3:0,5; 4) із співвідношенням N:Р:К як 1:0,3:2; 5) Інституту картоплярства УААН із подвоєним вмістом заліза. Дослід проводили з оздоровленими від вірусів пробірковими лініями сортів картоплі Повінь і Світанок київський. Поживне середовище для вирощування рослин готувалось за методикою Інституту картоплярства і було рідким (без агару).

Статистична обробка результатів проводилась дисперсійним методом за Б.А. Доспеховим з використанням ПЕОМ.

2. Аналіз отриманих результатів

Вплив добрив і мікробних препаратів на поживний режим ґрунту. Найбільший вміст азоту амонію при внесенні добрив під картоплю у дерново-підзолистому ґрунті відмічався з періоду сходів до фази бутонізації внаслідок високої інтенсивності процесу амоніфікації. Найменший вміст азоту амонію був при збиранні картоплі. Найбільший вміст азоту нітратів при цьому спостерігався в період сходів, найменший - під час активного росту бульб.

Зростання вмісту мінерального азоту в ґрунті при внесенні сірки проходило, в основному, за рахунок азоту амонію, максимальний вміст якого спостерігався у фазу бутонізації. Посилення нітрифікації при цьому у варіантах з сіркою відбувалось, очевидно, внаслідок більш інтенсивного утворення амонійного азоту. В подальшому вміст мінерального азоту поступово знижувався, в результаті чого при збиранні картоплі його кількість як на фоні N120Р90К120, так і у варіантах із сіркою майже не відрізнялась.

Внесення сірки при органо-мінеральному удобренні підвищувало вміст мінерального азоту в меншій мірі, ніж на фоні одних мінеральних добрив, і сприяло зменшенню кількості азоту нітратів у фазу бутонізації.

Швидкість утворення азоту нітратів у верхніх шарах істотно залежала від кількості опадів, і по роках в один і той же строк відбору вміст N-NO3 мав різницю більш, ніж у 10 разів і це визначало кількість азоту, яка піддавалась міграції в нижчі шари ґрунту. Так, у варіанті без внесення добрив основна кількість азоту нітратів знаходилась в шарі 0-40 см на протязі всієї вегетації картоплі. Вимивання його мало місце до фази бутонізації картоплі і лише у вологому 2000 році відбувалось до періоду збирання.

При внесенні N120Р90К120 в період росту бульб у 2000 році при надлишку опадів відбувалося сильне промивання нітратів і в шарі 40-60 см їх вміст був більшим в 3,5 рази, ніж в орному шарі 0-20 см або в 2,3 рази, ніж в шарі 20-40 см. Але під час збирання спостерігалось вже поступове зменшення вмісту N-NO3 до нижчих шарів, хоча в підорному шарі їх було дещо більше за орний. Значно меншим перерозподіл N-NO3 був у 2001 році при нестачі опадів, коли незначне вимивання спостерігалось в першій половині вегетації картоплі, а в посушливий 2002 рік промивання азоту нітратів за межі шару 0-40 см практично не відбувалось на всіх варіантах мінеральної системи удобрення.

Варіанти із внесенням сірки елементарної на фоні N120Р90К120 зберігали характер розподілу азоту нітратів в метровому шарі ґрунту, схожий із варіантом одних мінеральних добрив, але інтенсивність процесу міграції була значно нижча. Особливо це відмічалось у 2000 році, коли у варіанті з внесенням S30 кількість N-NO3 в цей час в шарі 40-60 см була в 1,7 разів менша за варіант NPK і в 1,5 рази в шарі 60-100 см, з S60 - відповідно в 2,2 і 1,2 рази.

Органо-мінеральна система удобрення створювала тенденцію до зростання промивання азоту нітратів ґрунту в шар 40-100 см в період випадання опадів порівнюючи із мінеральною системою. Сірка, внесена в нормі 30 і 60 кг/га, при цьому зменшувала міграцію N-NO3 в нижчі горизонти: у 2000 році у варіантах із сіркою нітратного азоту у шарі 40-60 см містилося в 3,6-4,5 разів менше, ніж у відповідному шарі органо-мінерального фону. В 2001 році застосування сірки на фоні органо-мінеральної системи удобрення сприяло зменшенню вимивання N-NO3 в період від сходів до бутонізації і при збиранні.

Найменший вміст і відповідно запас мінерального азоту спостерігався у варіанті без внесення добрив на протязі всієї вегетації картоплі (табл. 1). Внесення азоту в кількості 120 кг/га на фоні Р90К120 сприяло збільшенню вмісту мінерального азоту на 16,0 мг/кг під час сходів і на 20,8 мг/кг в фазу бутонізації, а при сумісному внесенні N120Р90К120 + 40 т/га гною не спостерігалось подальше зростання його вмісту.

При внесенні 30 кг/га елементарної сірки в період сходів картоплі вміст мінерального азоту був фактично на рівні варіанту N120Р90К120, а в фазу бутонізації збільшувався на 25,5 мг/кг, при 60 кг/га сірки - підвищувався відповідно на 8,5 мг/кг і 47,5 мг/кг відносно фону. Подібне підвищення інтенсивності утворення мінерального азоту під впливом сірки відбувалось також на органо-мінеральному фоні добрив.

В кінці вегетації вміст мінерального азоту під картоплею зменшувався і по фону мінеральних добрив на 16,7 мг/кг був вище за контроль і на 5,1 мг/кг нижче, ніж при додаванні S60. На фоні N120Р90К120 + 40 т/га гною в цей час спостерігалась незначна тенденція до зменшення вмісту мінерального азоту в ґрунті при збільшенні норми сірки.

Таблиця 1 - Вплив добрив на вміст доступних форм елементів живлення в ґрунті (2000-2002 рр.), мг/кг

І - сходи, ІІ - бутонізація, ІІІ - збирання.

При застосуванні мінеральних добрив N120Р90К120 вміст рухомих фосфатів на протязі вегетації картоплі підвищувався на 8-24 мг/кг порівняно з контролем без добрив. У фазу бутонізації картоплі вміст рухомих фосфатів в орному шарі був найвищим. В підорному шарі ґрунту вміст рухомих фосфатів протягом вегетації картоплі мало змінювався.

У варіанті N120Р90К120 + 40 т/га гною кількість рухомих фосфатів в ґрунті збільшувалась у період сходів на 48 мг/кг, в середині вегетації картоплі - на 34 мг/кг і в кінці вегетації - на 54 мг/кг порівняно із одними мінеральними добривами. При органо-мінеральній системі удобрення спостерігалось збільшення вмісту рухомих фосфатів у підорному шарі ґрунту.

У варіанті із застосуванням N120Р90К120 + S30 вміст рухомих фосфатів у період сходів картоплі був дещо меншим - на 16 мг/кг ґрунту, а в подальшому - більшим на 18-26 мг/кг порівнюючи з варіантом без сірки. Із збільшенням норми сірки у два рази вміст рухомих фосфатів у ґрунті під час сходів був більшим на 33 мг/кг за мінеральний фон, а в подальшому - на рівні дії одинарної норми сірки.

Вміст рухомих фосфатів у варіантах з 30 і 60 кг/га S на фоні N120Р90К120 + 40 т/га гною у фазу сходів фактично не змінювався, тоді як під час бутонізації і збирання зростав на 11-24 мг/кг порівняно з фоном.

Оскільки ґрунт дослідного поля має вміст необмінного калію 459 мг/кг в орному і 402 мг/кг в підорному шарі, що для дерново-підзолистих ґрунтів є високим показником, то в таких умовах застосування добрив не призводить до закріплення внесеного калію, а кількість необмінно поглинутого калію при цьому може навіть зменшуватись. Так, вміст рухомого калію в період сходів картоплі в орному шарі ґрунту при внесенні N120Р90К120 підвищувався на 20 мг/кг, на час бутонізації - на 25 мг/кг і збирання - на 39 мг/кг порівняно із неудобреним варіантом; при N120Р90К120 + 40 т/га гною - на 63 мг/кг в період сходів картоплі, на 68 мг/кг у фазу бутонізації і на 57 мг/кг при збиранні порівнюючи з внесенням одних мінеральних добрив.

Внесення сірки разом з мінеральними добривами сприяло додатковому вивільненню рухомої форми калію під час вегетації картоплі: у варіанті N120Р90К120 + S30 на 5-18 мг/кг, N120Р90К120 + S60 - на 5-26 мг/кг ґрунту. На органо-мінеральному фоні добрив внесення S30 забезпечило підвищення вмісту рухомого калію на 9-18 мг/кг ґрунту порівняно з фоном, S60 - на 34-56 мг/кг ґрунту.

При внесенні гранульованих мікробних препаратів вміст мінерального азоту у неудобрених варіантах при використанні комбінації фосформобілізуючих і азотфіксуючих бактерій B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 був на 27-30 % вищим за контроль протягом всієї вегетації картоплі, B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 - на 39-42 %. При використанні одного штаму B. subtilis 5 підвищення вмісту мінерального азоту порівняно з контролем відбувалось поступово: від рівня контролю під час сходів до його перевищення на 15 % в бутонізацію і 18 % при збиранні.

Не спостерігалось суттєвої різниці між варіантами за вмістом мінерального азоту при внесенні мікробних препаратів на фоні N120P90K120 в момент сходів; під час бутонізації при застосуванні B. subtilis 5 вміст мінерального азоту в ґрунті становив 88 % від фону добрив, B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 - 86 %, а B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 - 74 %. Ці зміни як у варіантах без добрив, так і при внесенні N120P90K120, відбувались в основному за рахунок амонійного азоту, що свідчить про те, що амонійний азот інтенсивніше залучається до мікробіологічних процесів ґрунту.

Мікробні препарати мало впливали на вміст рухомих фосфатів в орному шарі ґрунту протягом вегетації картоплі.

Під час сходів картоплі у неудобрених варіантах із застосуванням B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 вміст обмінного калію досягав 174 мг/кг, B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 - 170 мг/кг ґрунту, що було на 12 і 8 мг/кг більше від контролю; в бутонізацію його вміст був більшим відповідно на 14 і 11 мг/кг. Під час збирання картоплі вміст обмінного калію при застосуванні препаратів на ділянках без удобрення складав 176-183 мг/кг ґрунту, що було на 10-17 мг/кг більше за контроль.

Вплив добрив і мікробних препаратів на засвоєння елементів живлення картоплею. При фосфорно-калійному удобренні винос азоту і фосфору зростав в незначній мірі порівняно з контролем без добрив. Внесення сірки 30 і 60 кг/га збільшувало винос елементів: азоту - на 9,7 і 15,2 кг/га, фосфору - на 3,7 і 3,9 кг/га, калію - на 26,1 і 20,3 кг/га порівняно з одними мінеральними добривами. Сірка на органо-мінеральному фоні в меншій мірі сприяла зростанню виносу поживних елементів, ніж на мінеральному: азоту - на 6,8 і 0,8 кг/га, фосфору - на 3,1 і 2,9 кг/га, калію - на 23,2 і 10,6 кг/га.

Застосування бінарних мікробних препаратів B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 і B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 збільшувало винос азоту, фосфору і калію у варіантах без добрив. При застосуванні мікробних препаратів на фоні добрив N120Р90К120 винос основних елементів живлення змінювався в незначній мірі і найбільший вплив на нього мав препарат B. subtilis 5 + A. vinelandii 56.

Таблиця 2 - Винос елементів живлення картоплею залежно від удобрення

Врожайність і якість бульб картоплі при застосуванні добрив і мікробних препаратів. При застосуванні мінеральних добрив N120P90K120 врожай картоплі досягав 247 ц/га, що було на 55 ц/га більше від неудобреного варіанту і на 37 ц/га від варіанту P90K120 (табл. 3). При застосуванні N120Р90К120 + 40 т/га гною врожайність картоплі становила 296 ц/га, що було на 104 ц/га більше порівняно із неудобреним варіантом або на 49 ц/га із мінеральною системою удобрення.

При застосуванні 90 кг/га фосфору у вигляді суперфосфату вноситься близько 50 кг/га сірки, яка бере участь в живленні рослин. Звідси загальна її кількість складала 80 кг/га при внесенні елементарної сірки 30 кг/а і 110 кг/га - при 60 кг/га. Внесення елементарної сірки S30 + N120Р90К120 підвищувало врожайність картоплі на 35 ц/га від норми одних мінеральних добрив, S60 + N120Р90К120 - на 26 ц/га. Необхідно відмітити, що надходження сірки разом з річними опадами в умовах проведення досліду навіть не компенсує її втрат через вимивання.

Таблиця 3 - Вплив добрив на врожайність картоплі по роках, ц/га

Внесення молібдену 2 кг/га на фоні N120P90K120 підвищувало врожайність картоплі на 39 ц/га або на 16 % порівняно з фоном. На органо-мінеральному фоні варіант із внесенням 2 кг/га молібдену мав середній приріст 23 ц/га до фону. Підвищення норми молібдену до 3 кг/га мало незначний ефект порівняно з 2 кг/га.

Найбільші прирости врожаю картоплі отримано при застосуванні мінеральних добрив в найбільш сприятливому 2000 році, який характеризувався теплим літом із достатньою кількістю опадів. В 2001 році різкий перехід від прохолодної, із достатнім зволоженням, погоди до жарких посушливих умов, поряд із посиленим розвитком хвороб і наступною посухою, призвів до низької ефективності мінерального удобрення і суттєвого зниження врожайності. Вегетаційний період картоплі в 2002 році характеризувався найменшою кількістю опадів, але картопля продуктивно використовувала раніше створені запаси вологи, а низька вологість повітря стримала появу хвороб - тому в цей рік ефективність добрив була вища за 2001 з більшою кількістю опадів.

При внесенні S60 найбільший приріст було отримано в сприятливому 2000 році, а в 2001 році із нестачею опадів внесення 30 кг/га сірки мало перевагу перед подвійною нормою. При найбільш посушливих умовах 2002 року отримали найменші прирости від внесення сірки.

Внесення мінеральних добрив N120Р90К120 не знижувало вміст крохмалю порівняно з контролем без добрив (табл. 4). Внесення сірки в нормі 30 кг/га і 60 кг/га по впливу на крохмалистість було рівноцінним і підвищувало вміст крохмалю на 0,4 % порівняно з фоном мінеральних добрив. Внесення молібдену 2 кг/га також сприяло підвищенню вмісту крохмалю в бульбах картоплі до 11,5 %, що було на 0,4 % вище за фон. При органо-мінеральній системі удобрення сірка і молібден фактично не проявили позитивного впливу на вміст крохмалю.

Мінеральні добрива N120Р90К120 знижували вміст крохмалю в 2000 році з достатньою кількістю опадів на 0,3 %, а в 2001-2002 роки з нестачею вологи добрива не лише не погіршували, а навіть сприяли його зростанню на 0,2-0,4 % порівняно з контролем. Застосування 40 т/га гною разом з N120Р90К120 знижувало кількість крохмалю в бульбах картоплі порівняно з одними мінеральними добривами в усі роки досліджень незалежно від погодних умов на 0,5-0,8 %.

Елементарна сірка в нормі 30 кг/га на мінеральному фоні сприяла росту вмісту протеїну, який досягав 2,51 %, в той час норма 60 кг/га не впливала на цей показник порівняно із фоном удобрення. Внесення гною 40 т/га + N120Р90К120 дещо зменшувало накопичення сирого протеїну до 2,29 % або на 0,1 % порівняно з одними мінеральними добривами. При цьому внесення сірки 30 кг/га не впливало на його вміст, а 60 кг/га зменшувало на 0,15 %.

В середньому за три роки найменший вміст нітратів в бульбах картоплі був у варіанті без внесення добрив, внесення Р90К120 збільшувало їх вміст на 15 %. Практично на одному рівні вміст нітратів спостерігався при мінеральній і органо-мінеральній системах удобрення - 226 і 221 мг/кг.

Посушливі погодні умови в 2001-2002 роках сприяли підвищенню акумуляції нітратів в картоплі. Особливо це стосується 2001 року, коли різкий перехід до високої температури сприяв зростанню кількості нітратів - до 250 мг/кг у варіанті N120P90K120 порівняно із контролем - 190 мг/кг. У 2002 році у варіанті без добрив вміст нітратного азоту складав 200 мг/кг, що було всього на 20 мг/кг нижче за варіант N120P90K120.

Таблиця 4 - Вплив добрив на біохімічні показники якості бульб картоплі

* ГДК становить 250 мг/кг.

Застосування елементарної сірки в нормі 30 і 60 кг/га по мінеральному фону удобрення N120Р90К120 зменшувало накопичення нітратів в картоплі на 54 і 64 мг/кг або на 24 і 28 % порівняно з фоном. При органо-мінеральному удобренні зниження відбувалось лише при внесенні S30 і склало 25 мг/кг або 11 %.

Молібден в нормі 2 і 3 кг/га знижував кількість нітратів в бульбах картоплі на 65 і 87 мг/кг або на 29 і 38 % від фону N120Р90К120. На фоні органо-мінеральної системи удобрення він також знижував кількість нітратів в картоплі, причому доза 2 кг/га була більш ефективною і знижувала вміст NO3 на 23 мг/кг. Позитивний вплив молібдену зростав при несприятливих погодних умовах.

При внесенні гранульованих мікробних препаратів у варіантах без внесення добрив по впливу на врожайність картоплі найкращим виявився препарат B. subtilis 5 + A. chroococcum 21, який кожен рік мав достовірний приріст і в середньому за три роки це складало 28 ц/га або 15 % при врожайності у контролі 185 ц/га. Препарат B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 дав дещо менший приріст - 21 ц/га або 11 %. Штам B. subtilis 5 істотно підвищував врожайність лише в сприятливому 2000 році на 24 ц/га, в той час як в середньому за три роки приріст був незначний.

По фону мінеральних добрив N120P90K120 значний приріст одержували лише від препарату B. subtilis 5 + A. vinelandii 56, який в середньому за три роки складав 33 ц/га або 14 %.

Найбільші прирости при застосуванні мікробіологічних препаратів отримали в 2000 році з достатньою кількістю опадів - 7-18 % без удобрення і 10-21 % при внесенні добрив.

У варіанті із застосуванням штаму B. subtilis 5 вміст крохмалю був на 0,2 % вище контролю, його комбінації з A. chroococcum 21 - на 0,7 %, комбінації з A. vinelandii 56 - на 0,5 %. На фоні мінеральних добрив N120P90K120 виявились ефективними по впливу на крохмалистість бульб препарати на основі B. subtilis 5 та B. subtilis 5 + A. vinelandii 56, приріст крохмалю від яких досягав 0,4 %.

При застосуванні мікробного препарату фосформобілізуючих бактерій B. subtilis 5 і їх поєднання з азотфіксуючими A. chroococcum 21 спостерігалось зростання вмісту протеїну у неудобрених варіантах.

Оптимізація мінерального складу поживного середовища для отримання мікробульб картоплі в умовах in vitro. В досліді не спостерігалось впливу співвідношення макроелементів в поживному середовищі на кількість рослин, що утворювали бульби, яка коливалась в межах 53-61 шт. на 100 пробірок у обох сортів. З підвищенням концентрації заліза відбувалось підвищення інтенсивності бульбоутворення: у сорту Світанок київський кількість рослин з бульбами досягала 74 шт. на 100 пробірок, у сорту Повінь - 80 шт. на 100 пробірок.

Не виявлено впливу мінерального складу середовища на кількість бульб, утворених однією рослиною, яка у сорту Світанок київський була від 1,05 до 1,10 бульб на рослину, сорту Повінь - від 1,05 до 1,11 бульб на рослину.

При зміщенні співвідношення азот:калій в сторону збільшення азоту, середній діаметр однієї мікробульби збільшувався у сорту Світанок київський на 12 %, Повінь - на 7 %. В той же час зменшення вмісту азоту і підвищення калію хоча і зменшувало розмір бульб, але неістотно (на 1-3 %). Збільшення кількості заліза в поживному середовищі сприяло зростанню розміру мікробульб у сорту Світанок київський на 8 %, у соту Повінь - на 11 %. Середовище, збагачене на азот, збільшувало середню масу мікробульби сорту Світанок київський на 26 %, Повінь - на 16 %, збагачене на залізо - відповідно на 15 і 24 %.

Склад мінеральної основи середовища значно сильніше відображався на хімічному складі пагону в порівнянні з мікробульбами. Спостерігалась чітка залежність між вмістом азоту, фосфору і калію в пагонах і їх кількістю в поживному середовищі. В мікробульбах пробіркових рослин картоплі різниця вмісту азоту, фосфору і калію між різними варіантами мінеральної основи поживного середовища була значно меншою в порівнянні з пагоном, що вказує на існування механізму регуляції рослинами концентрації елементів живлення в репродуктивних органах.

Економічна і енергетична оцінка застосування молібдену та сірки для вирощування картоплі. Застосування як сірки, так і молібдену в дослідженнях виявилось економічно вигідним: при мінеральній системі удобрення чистий прибуток у варіанті із внесенням 30 кг/га сірки складав 9563 грн./га, 2 кг/га молібдену - 9807 грн./га. При внесенні сірки і молібдену підвищувався рівень рентабельності до 69-74 % порівняно з фоном N120P90K120 - 57 %. Варіант N120Р90К120 + 40 т/га гною мав рентабельність 63 %, а сірка і молібден на органо-мінеральному фоні збільшували її до 68-71 %.

При внесенні сірки 30 і 60 кг/га витрати енергії зростали на 11 і 14 % до фону мінеральних добрив, збільшуючи питому частку добрив до 32,6 і 35,9 %, коли у варіанті N120P90K120 вона складала 31,1 % від суми всіх витрат. В той же час молібден, хоча і збільшував витрати енергії на 7 %, але частка витрат на добрива знижувалась до 29,5-29,6 % від суми.

Сірка в нормі 30 кг/га підвищувала коефіцієнт енергетичної ефективності до 2,23 порівняно до фону - 2,16, в той час як застосування молібдену підвищувало цей показник до 2,34. Варіанти з органо-мінеральною системою удобрення поступались по енергетичній ефективності мінеральній.

Висновки

азотний підзолистий молібденовокислий мінеральний

1. Вміст амонійного азоту в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту під впливом добрив N120Р90К120 і N120Р90К120 + 40 т/га гною зростав протягом вегетації картоплі до 25,5-39,2 і 22,5-28,7 мг/кг порівняно з варіантом без добрив 15,6-19,7 мг/кг. Внесення елементарної сірки в нормі 30 і 60 кг/га сприяло посиленню інтенсивності процесів амоніфікації в ґрунті, в результаті чого вміст амонійного азоту у фазу бутонізації картоплі підвищувався відповідно до 53,6 і 70,4 мг/кг при мінеральній системі удобрення і до 40,1-44,9 мг/кг при органо-мінеральній.

2. Встановлено, що застосування мінеральної N120Р90К120 і органо-мінеральної N120Р90К120 + 40 т/га гною систем удобрення картоплі сприяє зростанню протягом вегетації картоплі вмісту нітратного азоту в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту на 3,2-9,9 і 4,2-18,8 мг/кг до контролю 2,9-13,0 мг/кг. Внесення елементарної сірки в нормі 30 і 60 кг/га при цьому сприяє зменшенню міграції нітратного азоту в нижчі шари ґрунту в період росту бульб картоплі.

3. При застосуванні N120Р90К120 вміст рухомих фосфатів в орному шарі дерново-підзолистого ґрунту підвищувався в період сходів картоплі на 25 мг/кг і на 16 мг/кг на час збирання, N120Р90К120 + 40 т/га гною - на 48 мг/кг і на 54 мг/кг порівняно з контролем. Застосування сірки елементарної у нормі 30 і 60 кг/га підвищувало вміст рухомих фосфатів в орному шарі ґрунту на 28-41 мг/кг на мінеральному фоні удобрення N120Р90К120, а також на 11-24 мг/кг на органо-мінеральному фоні удобрення N120Р90К120 + 40 т/га гною.

4. Вміст рухомого калію в дерново-підзолистому супіщаному ґрунті при внесенні добрив у нормі N120P90K120 під картоплю протягом вегетації підвищувався на 20-39 мг/кг порівняно з неудобреним варіантом, при N120Р90К120 + 40 т/га гною - на 57-63 мг/кг до фону мінеральних добрив. Застосування елементарної сірки S30 сприяло підвищенню вмісту рухомого калію на мінеральному фоні удобрення на 5-18 мг/кг, S60 - на 5-26 мг/кг, на органо-мінеральному фоні відповідно на 9-18 і 34-56 мг/кг ґрунту.

5. Гранульовані мікробні препарати на основі фосформобілізуючих бактерій B. subtilis 5 і азотфіксуючих A. chroococcum 21 і A. vinelandii 56 і їх комбінацій сприяли підвищенню вмісту мінеральних сполук азоту, рухомих фосфатів й рухомого калію в дерново-підзолистому ґрунті в період вегетації картоплі.

6. Під впливом добрив N120Р90К120 і N120Р90К120 + 40 т/га гною під картоплю на окультурених дерново-підзолистих ґрунтах врожайність підвищувалась на 55 ц/га і 104 ц/га порівняно з неудобреним варіантом - 192 ц/га. При застосуванні елементарної сірки 30 кг/га (разом із S50 суперфосфату) на фоні мінеральної системи удобрення N120Р90К120 врожайність картоплі підвищувалась на 35 ц/га і досягала 282 ц/га; внесення молібдену 2 кг/га на фоні N120Р90К120 сприяло зростанню врожайності картоплі на 39 ц/га і давало можливість одержати 286 ц/га бульб картоплі.

7. На мінеральному фоні удобрення N120Р90К120 дерново-підзолистого ґрунту внесення елементарної сірки в нормі 30 і 60 кг/га зменшувало вміст нітратів у бульбах картоплі на 54 і 64 мг/кг або на 24 і 28 % порівняно з фоном N120Р90К120; молібден у нормі 2 і 3 кг/га знижував кількість нітратів у бульбах картоплі на 65 і 87 мг/кг або на 29 і 38 % від фону N120Р90К120. Позитивний вплив молібдену зростав при несприятливих погодних умовах.

8. Встановлено, що застосування сірки в нормі 30 і 60 кг/га при мінеральній системі удобрення по впливу на вміст крохмалю було рівноцінним і підвищувало вміст крохмалю на 0,4 % у порівнянні з фоном N120Р90К120. Внесення молібдену 2 кг/га сприяло підвищенню вмісту крохмалю в бульбах картоплі до 11,5 %, що було на 0,4 % вище за фон N120Р90К120. На органо-мінеральному фоні N120Р90К120 + 40 т/га гною при внесенні сірки й молібдену не відбувалось підвищення вмісту крохмалю відносно фону добрив.

9. При внесенні гранульованих мікробних препаратів у варіантах без добрив комбінація B. subtilis 5 + A. chroococcum 21 підвищувала врожайність картоплі на 28 ц/га або 15 %; від препарату B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 отримано приріст 21 ц/га або 11 %. На фоні мінеральних добрив N120P90K120 істотний приріст врожайності отримано від препарату B. subtilis 5 + A. vinelandii 56 - 33 ц/га або 14 %.

10. Збільшення вмісту азоту до 910,2 мг/л у поживному середовищі при вирощуванні картоплі в умовах in vitro сприяло збільшенню середнього діаметру бульб на 12 % у сорту Світанок київський і на 7 % у сорту Повінь, і, відповідно, середньої маси мікробульби на 25 % і 16 %. При збільшенні вмісту заліза в поживному середовищі вдвічі до 11,2 мг/кг середній діаметр мікробульб у сорту Світанок київський зростав на 8 %, Повінь - на 11 %, відповідно середня маса зростала на 15 і 25 %; при цьому кількість рослин із бульбами підвищувалась на 22 і 41 %.

11. Застосування 30 кг/га елементарної сірки + N120Р90К120 знижувало собівартість одного центнеру бульб до 46,1 грн. або на 10 % порівняно з варіантом із внесенням одних мінеральних добрив, N120Р90К120 + 2 кг/га молібдену - до 45,7 грн. або на 11 %, при цьому рівень рентабельності зростав відповідно до 74 і 75 %.

Рекомендації виробництву.

1. В умовах Лівобережного низинного Полісся України на дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах з високим вмістом рухомих фосфатів і рухомого калію та низьким вмістом рухомих сполук сірки і молібдену на фоні N120Р90К120 (NааРсгКх) для отримання врожайності картоплі на рівні 300 ц/га рекомендується внесення 2 кг/га молібдену чи елементарної сірки 30 кг/га, що дозволяє підвищити вміст крохмалю і зменшити кількість нітратів в бульбах.

2. Для лабораторій первинного насінництва рекомендується мінеральна основа поживного середовища для вирощування мікробульб картоплі в умовах in vitro із підвищеним вмістом заліза (патент № 56563 А), використання якої збільшує середню масу мікробульб до 25 % і кількість рослин з бульбами до 40 % порівняно із загальноприйнятою мінеральною основою.

Література

1. Широконос А.М. Оптимізація складу поживного середовища для картоплі в умовах in vitro // Агроекологія і біотехнологія. Збірник наук. праць ІАБ. - Вип. 4. - К.: 2000. - С. 150-157.

2. Широконос А.М., Цвей Я.П., Курдиш І.К., Рой А.А. Ефективність застосування гранульованих бактеріальних препаратів при вирощуванні картоплі // Біологічні науки і проблеми рослинництва. - Умань: Уманський державний аграрний університет, 2003. - Т. 1. - С. 217-220.

3. Широконос А.М. Вплив елементарної сірки на врожай картоплі і азотний режим дерново-підзолистого ґрунту // Вісник аграрної науки. - 2003. - № 12. - С. 70-73.

4. Широконос А.М., Цвей Я.П., Курдиш І.К., Рой А.О. Вплив гранульованих бактеріальних препаратів на врожайність картоплі // Агроекологічний журнал. - 2004. - № 3. - С. 24-28.

5. Широконос А.М., Цвей Я.П. Мінеральна основа рідкого поживного середовища для вирощування мікробульб картоплі в умовах in vitro. Деклараційний патент на винахід № 56563 А. Опубліковано 15.05.2003.

6. Широконос А.М. Регулювання вмісту нітратів в картоплі шляхом використання молібдену // Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи. Третя міжвузівська науково-практична конференція аспірантів. - Вінниця: Вид-во ВДАУ, 2003. - С. 85-86.

7. Широконос А.М., Цвей Я.П. Застосування елементарної сірки під картоплю на дерново-підзолистому ґрунті // Збірник наукових праць Інституту землеробства Української академії аграрних наук. - К.: ЕКМО, 2004. - С. 25-29.

Размещено на Allbest.ru