Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на родючість чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України, врожай та якість сортів ячменю ярого

Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

УДК 631.8:633.16(477.4)

06.01.04 - агрохімія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Вплив тривалого застосування добрив у сівозміні на родючість чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України, врожай та якість сортів ячменю ярого

СТАСІНЄВИЧ

Олександр Юрійович

Київ

2007

ДИСЕРТАЦІЄЮ Є РУКОПИС

Роботу виконано в Уманському державному аграрному університеті

Міністерства аграрної політики України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

Господаренко Григорій Миколайович,

Уманський державний аграрний університет,

проректор з науково-педагогічної роботи

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор,

заслужений працівник освіти України

ВЛАСЕНКО МИКОЛА ЮХИМОВИЧ,

Київський обласний інститут післядипломної освіти педагогічних кадрів, професор кафедри педагогіки і психології

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

Бачинський ОЛЕГ ВІКТОРОВИЧ,

Національний аграрний університет, доцент кафедри рослинництва

Захист відбудеться " 9 " листопада 2007 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці національного аграрного університету за адресою: м. Київ - 41, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к. 28

Автореферат розісланий " 8 " жовтня 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради І.В. Присташ

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Тривале систематичне застосування добрив вносить суттєві зміни у властивості ґрунту, механізми формування врожаю та показники його якості. Ячмінь ярий займає провідне місце серед зернових культур як за посівними площами, так і валовими зборами зерна. В останні роки зріс попит на зерно ячменю з боку пивоварної промисловості. Проте, щоб реалізувати потенціал сортів пивоварного напряму використання, необхідно дотримуватись технології їх вирощування, одним з основних елементів якої є оптимальне забезпечення рослин елементами живлення.

Наявний досвід свідчить про недостатнє врахування рівня родючості ґрунту і удобрення на формування врожаю і пивоварних якостей зерна різних сортів ячменю ярого. Тому питання варте цілеспрямованого вивчення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Основою дисертації є матеріали науково-дослідної роботи, що виконувалася упродовж 2001-2003 рр. згідно з тематичними планами кафедри агрохімії та ґрунтознавства Уманського державного аграрного університету і протягом 2001-2005 рр. входила до складу НТП "Родючість і охорона ґрунтів", підпрограми ІІІ "Наукові основи, нормативи та регламенти застосування добрив, біостимуляторів і сировинних ресурсів" по завданню 01.02 "Встановити закономірності сучасних процесів еволюції основних агрохімічних показників ґрунтів, вдосконалити теоретичні основи живлення рослин і розробити заходи підвищення ефективності добрив" (№ ДР 0101U006042), а також програми наукових досліджень Уманського ДАУ на 2001-2005 рр. за напрямом 1 "Оптимальне використання природного і ресурсного потенціалу агроекосистем Правобережного Лісостепу України", підпрограми 2 "Розробити технології збереження родючості і раціонального використання ґрунтів" за завданням 2.1.2 "Визначити адаптивні реакції нових видів і сортів рослин на природну та ефективну родючість ґрунтів і удобрення" (№ ДР 0101U004495), де автор був безпосереднім виконавцем.

Мета і задачі дослідження. Мета досліджень полягала у вивченні впливу родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України, створеної за рахунок удобрення у довготривалому стаціонарному досліді, на продуктивний потенціал сортів ячменю ярого.

Для досягнення поставленої мети досліджень було вирішено такі задачі:

- визначити комплексний критерій оцінки агрохімічного стану чорнозему опідзоленого за тривалого внесення добрив у сівозміні, виявити наявність та ступінь зв'язку між урожайністю сільськогосподарських культур та параметрами агрохімічних показників ґрунту;

- встановити оптимальні параметри показників для контролю родючості чорнозему опідзоленого та пріоритетність їх з точки зору управління;

- забезпечити високий рівень реалізації потенціалу ячменю ярого на основі системи удобрення;

- вивчити реакцію сортів ячменю ярого на родючість ґрунтів і на основі цього розробити рекомендації щодо удосконалення елементів зональної технології його вирощування;

- дослідити вплив родючості ґрунту на особливість росту і розвитку сортів ячменю ярого, формування їх продуктивного та адаптивного потенціалу;

- виявити характер кореляції між урожайністю і пивоварними властивостями зерна;

- виявити вплив тривалого застосування різних доз органічних і мінеральних добрив у польовій сівозміні на вміст основних елементів живлення в урожаї ячменю ярого;

- розробити практичні рекомендації щодо підвищення продуктивності ячменю ярого за рахунок збільшення ефективності реалізації генетичного потенціалу його сортів.

Об'єкт досліджень - процеси, які характеризують поживний режим ґрунту, формування продуктивного потенціалу залежно від агроекологічних факторів, засвоєння елементів живлення сортами ячменю ярого.

Предмет досліджень - показники родючості чорнозему опідзоленого, врожай зерна ячменю ярого та показники його якості, показники економічної ефективності.

Методи досліджень: 1) польовий - вивчення взаємодії об'єкта досліджень з біотичними й абіотичними факторами; 2) лабораторні: а) агрохімічні - визначення параметрів показників родючості ґрунту, хімічного складу органів рослин; б) морфологічний - визначення біометричних параметрів рослин; 3) математичної статистики (дисперсійного, регресійного, кореляційного аналізів); 4) розрахунково-порівняльний - для оцінки економічної ефективності технології вирощування культури.

Наукова новизна. Вперше в умовах Правобережного Лісостепу України встановлено реакцію різних сортів ячменю ярого на рівень родючості чорнозему опідзоленого, створеного тривалим застосуванням добрив у польовій сівозміні, та визначено параметри мінерального живлення рослин для формування врожайності зерна ячменю пивоварного вище 5 т/га. Доведено можливість розширеного відтворення родючості ґрунту за помірного насичення сівозміни органічними і мінеральними добривами.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі результатів проведених досліджень розроблено рекомендації з системи удобрення ячменю ярого з урахуванням біологічних особливостей сортів в умовах Правобережного Лісостепу України на чорноземі опідзоленому різної родючості. Розраховано економічну ефективність вирощування пивоварних сортів ячменю ярого, що дозволяє підбирати сорти та корегувати норми добрив для одержання високих урожаїв зерна, що за якістю відповідає вимогам пивоварної промисловості. Рекомендовано на чорноземі опідзоленому для пивоварних цілей перевагу надавати сортам Гетьман і Толар.

Результати досліджень впроваджено у ТОВ "Моноліт" с. Олексіївка Добровеличківського району Кіровоградської області при вирощуванні ячменю ярого на площі 494 га з урожайністю 5,1 т/га, у ТОВ ім. Черняховського с. Оксанина Уманського району Черкаської області - на площі 904 га з рівнем урожайності 4,8 т/га, а також у НДГ ДП "Родниківка" Уманського державного аграрного університету - на площі 182 га і врожайністю 4,6 т/га.

Особистий внесок здобувача полягає в опрацюванні наукової літератури, безпосередній участі у розробці гіпотези, плануванні і проведенні польових дослідів, відборі зразків ґрунту і рослин та їх аналізі, узагальненні отриманих результатів, формулюванні висновків та розробці пропозицій виробництву, підготовці публікацій до друку.

Апробація результатів дисертації. Основні результати та положення дисертаційної роботи оприлюднено на міжвузівській науково-практичній конференції "Десять років незалежності України: шляхами державотворення" (Умань, 2001); на Всеукраїнській науковій конференції молодих вчених і спеціалістів "Перспективи розвитку ґрунтознавства та агрохімії в новому тисячолітті" (Харків, 2001); та на VІ з'їзді Українського товариства ґрунтознавців і агрохіміків (Умань, 2002); на міжнародних науково-практичних конференціях: "Сталий розвиток агроекосистем" (Вінниця, 2002); "Актуальні проблеми сучасного землеробства" (Луганськ, 2003); "Углубление интеграции образования, науки и производства в сельском хозяйстве Узбекистана" (Ташкент, 2003); "Приёмы повышения плодородия почв, эффективности удобрений и средств защиты растений" (Беларусь, Горки, 2003); "Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти" (Львів, 2004); на конференціях науково-педагогічних працівників Уманського ДАУ (Умань, 2005, 2006, 2007).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 16 наукових праць, з яких 5 статей надруковано у виданнях, затверджених ВАК України як фахові.

Структура і обсяг дисертації. Дисертацію викладено на 179 сторінках комп'ютерного набору, вона містить 31 таблицю і 7 рисунків і складається з вступу, огляду літератури, опису умов та методів досліджень, 4 розділів з описом та аналізом проведених досліджень, висновків, рекомендацій виробництву та списку використаних джерел з 273 позицій (з них 14 - латиницею). Додатки подано на 16 сторінках.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

ВПЛИВ ДОБРИВ НА ПОКАЗНИКИ РОДЮЧОСТІ ґрунтІВ І ПРОДУКТИВНІСТЬ ЯЧМЕНЮ ЯРОГО (огляд літератури)

У розділі наводиться огляд літературних джерел вітчизняних і зарубіжних авторів (Хмелева Е.В., 2000; Державин Л.М., Фрид А.С., 2001; Тараріко О.Г., 2002; Хмелин А.В., Азаров Е.Ф., Куликов Н.И., 2002; Сайко В.Ф., 2002; Лапа В.В., Ивахненко Н.Н., Васько А.С. Шаковец О.Е., 2003), в яких висвітлено теоретичні аспекти еволюційних змін родючості ґрунтів під впливом тривалого удобрення, а також стосовно продуктивності ячменю ярого залежно від родючості ґрунту і удобрення та ролі сорту у підвищенні продуктивності ґрунту. Добрива, особливо за тривалого систематичного застосування, істотно змінюють параметри показників родючості ґрунту. Це, в свою чергу, істотно впливає на реалізацію потенціалу продуктивності різних сортів. Обґрунтована необхідність проведення досліджень за темою дисертаційної роботи.

Умови та методика проведення досліджень

Експериментальну частину роботи виконано на дослідному полі Уманського державного аграрного університету, розміщеному в Маньківському природно-сільськогосподарському районі Середньо-Дніпровського-Бузького округу Лісостепової Правобережної провінції України. Ґрунт дослідного поля - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі. Дослідження проведено в тривалому стаціонарному досліді (№ реєстрації УААН 094), основою якого є 10-пільна польова сівозміна, розгорнута у часі та просторі: пшениця озима, буряки цукрові, кукурудза, горох, пшениця озима, кукурудза на силос, пшениця озима, буряки цукрові, ячмінь ярий + конюшина, конюшина. Перед його закладанням (1964 р.) орний шар ґрунту характеризувався такими показниками: вміст гумусу - підвищений (за методом Тюріна) - 3,31%, легкогідролізованого азоту (за методом Тюріна - Кононової) - 48 мг/кг - забезпеченість культур середня, рухомих фосфатів (за методом Труога) - 150 мг/кг - забезпеченість культур підвищена, обмінного калію (за методом Бровкіної) - 90 мг/кг - забезпеченість середня, рН_КCl - 6,2, гідролітична кислотність - 2,5 смоль/кг, ступінь насиченості основами - 95%. Дослід з вивчення продуктивності сортів ячменю ярого закладали методом розщеплених ділянок. Повторність досліду триразова. Посівна площа ділянки 180 м², облікова для кожного сорту - 30 м². Варіанти з добривами розміщували послідовно, а сорти - рендомізовано. В досліді висівали п'ять сортів ячменю ярого пивоварного напряму використання, що походять з різних географічно віддалених генетичних центрів: Звершення (Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва, Україна), Невада (Секобра Решерш Центр де Буа Енді, Франція), Гетьман (Селекційно-генетичний інститут - національний центр насіннєзнавства та сортовивчення Української академії аграрних наук), Толар (Осева Ексімпо Прага, Чеська Республіка), Миронівський-92 (Миронівський інститут пшениці ім. В.М. Ремесла, Україна).

Погодні умови в роки проведення досліджень були сприятливі для росту і розвитку культури, але окремі періоди відрізнялися за кількістю опадів і температурним режимом. За період проведення дослідів сума опадів за рік змінювалася від 625 (2001 р.) до 496 мм (2003 р.).

Згідно з багаторічними даними за вегетаційний період випадає 60% річної кількості опадів, із них у квітні - червні - 30% (однак в цей же період у 2001 р. випало 43% середньобагаторічної кількості, а в 2003 р. - лише 18%). Температура повітря в період вегетації рослин мала незначні відхилення від середньобагаторічної. Це вплинуло на продуктивність ячменю ярого й ефективність добрив, що вносили, а також допомогло дослідити вплив факторів, що вивчали в дослідах щодо розкриття потенційних можливостей рослин у різних погодних умовах.

В дослідах застосовували такі добрива: напівперепрілий підстилковий солом'яний гній ВРХ, аміачну селітру (34%, ГОСТ 2-85), суперфосфат гранульований (19,5%, ГОСТ 5956-78), калійну сіль змішану (40%, ГОСТ 4568-83). Дози мінеральних добрив визначали за кількістю N, Р₂О₅ і К₂О, які містилися у відповідних дозах гною і диференційовано, залежно від культури, розміщували в полях сівозміни. Це дозволяло вичленити дію різних систем удобрення з еквівалентною кількістю елементів живлення, встановити оптимальне насичення польової сівозміни зерно-бурякового типу гноєм і мінеральними добривами. Добрива під ячмінь ярий вносили згідно схеми досліду (табл. 1).

Таблиця 1 - Схема удобрення ячменю ярого в польовій сівозміні тривалого (з 1964 р.) досліду (гній - т/га, мінеральні добрива - кг/га діючих речовин)

Облік урожаю зерна ячменю ярого проводили суцільно поділяночно прямим комбайнуванням, соломи - розраховували за співвідношенням до зерна. Протягом вегетаційного періоду проводили фенологічні спостереження за ростом і розвитком рослин, проводили біометричні виміри.

Ґрунтові зразки відбирали та проводили їх підготовку до аналізів згідно ГОСТ 28168-89 та ДСТУ ISO 11464-2001. Рослини відбирали і готували до аналізів загальноприйнятими в агрохімії методами. Зразки ґрунту на глибину 0-20, 20-40 см відбирали в основні фази росту і розвитку рослин ячменю: сходи, кущіння, виходу в трубку, повної стиглості.

У відібраних зразках ґрунту визначали: рН водний - потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390-2001); суму ввібраних основ за методом Каппена (ГОСТ 27821-88); вміст гумусу за методом Тюріна в модифікації Нікітіна (ГОСТ 26213-91); гідролітичну кислотність - за методом Каппена в модифікації ЦІНАО (ГОСТ 26212-91); обмінний амоній - за допомогою реактиву Несслера з наступним фотоколориметруванням за методом ЦІНАО (ГОСТ 26489-85); вміст лужногідролізованого азоту - за методом Корнфілда; вміст рухомих форм елементів живлення: нітратного азоту - іонометричним методом (ГОСТ 26951-86), фосфору і калію - за методом Чирікова в модифікації ЦІНАО (ДСТУ 4115-2002). Комплексну оцінку родючості ґрунту дослідних ділянок проводили за методиками, рекомендованими Л.М. Державіним та А.С. Фрідом (2001 р.).

Зразки рослин після мокрого озолення сірчаною кислотою та пероксидом водню аналізували на вміст азоту фотометричним методом за допомогою реактиву Неслера, вміст фосфору - фотоколориметричним методом з молібдатом амонію, вміст калію - на полуменевому фотометрі; вміст білка в зерні ячменю ярого - на універсальному аналізаторі зерна "Іnfratek - 1229" (фірма "Текатор", Швеція); об'ємну масу (натуру) зерна - за допомогою літрової пурки (ГОСТ 10840-64); вміст екстрактивних речовин у зерні - за ГОСТ 12136-77; вміст крохмалю у зерні - за ГОСТ 10845-76; масу 1000 зерен - за ГОСТ 10842-89; крупність зерна - за ГОСТ 13586.2-81. Перед збиранням урожаю в усіх варіантах досліду відбирали снопи з кожної облікової ділянки, у яких визначали структуру врожаю за методикою Н.А. Майсуряна. Екологічну пластичність сортів ячменю ярого визначали методом математичної статистики, що застосовується у сортовипробуванні.

Агрохімічні аналізи зразків ґрунту і рослин проводили на кафедрі агрохімії та ґрунтознавства і в науковій лабораторії масових аналізів (свідоцтво про реєстрацію № А06-203) Уманського державного аграрного університету. Економічну і енергетичну ефективність застосування добрив розраховували згідно з технологічними картами - за О.К. Медведовським (1988 р.). Опрацювання й узагальнення результатів дослідів та спостережень проводили, використовуючи методи математичної статистики (кореляційного, регресійного і дисперсійного аналізів), викладеними у Б.О. Доспєхова (1985 р.) з використанням програмних засобів Microsoft Excel.

Зміна показників родючості ґрунту під впливом удобрення

Вплив тривалого застосування добрив на родючість ґрунту. Дослідженнями встановлено, що в результаті тривалого застосування добрив у польовій сівозміні пройшли значні зміни параметрів показників родючості чорнозему опідзоленого (табл. 2).

Таблиця 2 - Вплив тривалого (з 1964 р.) внесення добрив на параметри показників родючості ґрунту шару 0-20 см, середнє за 2001-2003 рр.

Як видно з даних табл. 2, обмінна кислотність значно підвищилась. Також змінився вміст рухомих форм елементів живлення в ґрунті. Проте різниця в запасах лужногідролізованого азоту на ділянках з різними дозами і системами удобрення в сівозміні була незначною. У варіанті з високими дозами добрив (Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄) його вміст був лише на 15% вищим, ніж у контролі. До основних критеріїв оцінки родючості ґрунту належить вміст гумусу, оскільки він є одним з головних джерел азоту та елементів мінерального живлення рослин. За результатами досліджень встановлено, що у варіанті без внесення добрив вміст гумусу зменшився на 15%. Позитивний його баланс був лише у варіанті (Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄) із сумісним внесенням органічних і мінеральних добрив, що сприяло деякому збільшенню вмісту гумусу (на 6%). Тривале систематичне внесення органічних і мінеральних добрив також істотно впливало на фосфатний режим ґрунту. На час закладання досліду (1964 р.) ґрунт містив 100 мг/кг рухомих сполук фосфору (за методом Чирікова). Вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні протягом 4-х ротацій без застосування добрив обумовило зменшення вмісту рухомих сполук фосфору в ґрунті. Внесення мінеральних добрив в дозі N₄₅P₄₅K₄₅ у сівозміні сприяло збільшенню вмісту рухомих фосфатів у ґрунті порівняно з варіантом без їх внесення на 71 мг/кг. За використання еквівалентної кількості органічних і мінеральних добрив (Гній 4,5 т + N₂₂P₃₄K₁₈) вміст рухомих фосфатів у ґрунті був дещо меншим - на 11 мг/кг порівняно з внесенням лише мінеральних добрив. Внесення високих доз мінеральних добрив у польовій сівозміні (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅) сприяло значному підвищенню вмісту рухомих фосфатів у ґрунті - до 275 мг/кг, що перевищувало відповідний показник у варіанті N₄₅P₄₅K₄₅ на 40%, а у варіанті без добрив - на 66%.

Тривале вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні без внесення добрив також обумовило поступове зниження (на 32%) вмісту рухомих сполук калію в ґрунті, що пояснюється інтенсивним використанням його рослинами. Істотне збільшення їх у ґрунті у варіантах з удобренням свідчить про те, що під дією добрив відбувається нагромадження обмінних його форм. Під впливом тривалого внесення добрив також знизилось значення показника суми ввібраних ґрунтом основ, особливо при високих дозах добрив мінеральної системи удобрення.

Оцінка якості ґрунту за тривалого внесення добрив у польовій сівозміні. Проводячи комплексну оцінку родючості ґрунту дослідних ділянок, були використані різні методики, рекомендовані Л.М. Державіним та А.С. Фрідом (табл. 3).

Таблиця 3 - Показники родючості чорнозему опідзоленого

за тривалого (1964-2003 рр.) застосування добрив у польовій сівозміні

Примітка. ЗПЯГ - зведений показник якості ґрунту; КАП - комплексний агрохімічний показник; ЗГБ - зведений ґрунтовий бал.

Як видно з даних табл. 3 незалежно від методик параметри показників значно змінилися під впливом тривалого внесення добрив у польовій сівозміні. Найвищий бал родючості ґрунту має варіант з високим рівнем внесення добрив за органо-мінеральної системи удобрення, що на 34% (ЗПЯГ), 24% (КАП), 29% (ЗГБ) більше, ніж у варіанті без застосування добрив. ґрунтовий бал родючість добриво

Визначення продуктивності сівозміни в досліді показало, що врожайність культур зростала відповідно зі збільшенням дози мінеральних добрив. Така ж залежність спостерігалась і при внесенні добрив за органо-мінеральної системи удобрення з тією відміною, що зростання продуктивності сівозміни була виражена більшою мірою, ніж на контролі і у варіантах з мінеральним удобренням.

За результатами розрахунків (відношення продуктивності сівозміни до родючості ґрунту) виявлено пряму залежність між балом родючості та виходом зернових одиниць з 1 га площі сівозміни. Цей зв'язок описується рівняннями: у = 20,126х - 73,9 - для ЗПЯГ (r = 0,60); у = 0,118х - 71,94 - для КАП (r = 0,09); у = 0,9817х - 13,56 - для ЗГБ (r = 0,97).

Кислотність ґрунту (рН_сол.) - досить динамічний показник, що підтверджується найнижчим кореляційним зв'язком з виходом зернових одиниць з 1 га сівозмінної площі (r = 0,51), ступінь пріоритетності фактору становив 10,8%. Більш тісна кореляційна залежність продуктивності сівозміни виявлена з сумою ввібраних основ та вмістом гумусу (r = 0,66 і 0,74 відповідно). Суттєва різниця вмісту рухомих сполук фосфору і калію в ґрунті між варіантами удобрення обумовила сильний кореляційний зв'язок з продуктивністю сівозміни (r = 0,98 і 0,92), ступінь пріоритетності фактору сягала 19,5-20,9%.

Отже, під впливом тривалого застосування різних доз добрив і систем удобрення у польовій сівозміні формувався ґрунт різного рівня окультурення. За ступенем пріоритетності впливу на продуктивність культур показники родючості ґрунту розміщуються у такій послідовності: кислотність ґрунту (рН_сол.) < сума ввібраних основ < вміст гумусу < вміст рухомих сполук калію < вміст рухомих сполук фосфору.

Вплив рівнів окультуреності ґрунту на СОРТОВУ ПРОДУКТИВНІСТЬ та формування врожаю ячменю ярого

Вплив добрив на ріст і розвиток ячменю ярого. Підсумовуючи результати досліджень впливу різних доз органічних і мінеральних добрив на основні показники росту і розвитку ячменю ярого, можна констатувати, що вони суттєво змінюють їх параметри. Органічні і мінеральні добрива активно впливали на величину продуктивної кущистості. Причому більш активно цей вплив проявлявся у сортів Гетьман, Толар і Миронівський-92. У варіантах N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ і Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄ коефіцієнт продуктивного кущіння зріс на 0,4 порівняно з контролем, а за внесення Гній 4,5 т + N_22,5P₃₄K₁₈ - на 0,2. У сортів Звершення і Невада цей показник відносно контролю зріс відповідно на 0,3 і 0,1.

Підвищення дози внесених добрив позитивно вплинуло на кількість зерен у колосі і його масу. Причому органо-мінеральна система удобрення активніше впливала на ці показники, ніж мінеральна. Найбільшу кількість зерен у колосі і його масу зафіксовано в сортів Толар - 25,4 шт. з масою 1,29 г і сорту Гетьман - 24,5 шт. з масою 1,22 г за високих доз добрив органо-мінеральної системи удобрення.

Що стосується впливу мінеральних добрив на висоту рослин і стійкість ячменю ярого до вилягання, то зі збільшенням дози добрив зростала висота рослин і відповідно зменшувалась стійкість їх до вилягання. Але така закономірність за ступенем прояву спостерігалась в сортів, що досліджувались, неоднаково. З огляду на це, застосування добрив найменше впливало на висоту рослин і стійкість до вилягання сорту Звершення. Найбільший вплив на висоту рослин внесення добрив мало у сортів Гетьман і Толар, а на стійкість до вилягання - у сорту Невада.

Влив тривалого внесення добрив у сівозміні на врожайність ячменю ярого. В результаті трирічних досліджень встановлено, що залежно від рівня родючості ґрунту, сорту і погодних умов урожайність зерна ячменю ярого змінювалась від 2,27 до 5,62 т/га (табл. 4).

Таблиця 4 - Урожайність зерна ячменю ярого (т/га) за різного рівня родючості ґрунту, створеного тривалим (з 1964 р.) застосуванням добрив у сівозміні

Погодні умови окремо взятого року по-різному впливали на величину врожаю зерна ярого ячменю. За несприятливих умов 2003 року врожайність зерна була меншою середньої за роки досліджень на 0,64 т/га (варіант без добрив). На ділянках з добривами спостерігалась така ж тенденція, лише у варіанті Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄ середній приріст урожайності в 2003 році склав 1,50 т/га при середній за три роки 1,53 т/га.

Неоднаково проявлялась дія добрив у різні роки. В 2002 році середня врожайність по сортах у варіанті N₄₅P₄₅K₄₅ склала 3,29 т/га, а в 2001 - 4,09 т/га. При застосуванні еквівалентно мінеральних добрив з гноєм (варіант Гній 4,5 т/га + N₂₂P₃₄K₁₈) середня врожайність в 2002 році по сортах становила 3,77 т/га, а в 2001 році - 4,55 т/га. Підвищення рівня насиченості добривами у сівозміні сприяло зростанню врожайності зерна всіх сортів. Органо-мінеральна система удобрення (Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄) виявилась ефективнішою за мінеральну. У цьому варіанті удобрення рівень врожайності був найвищим у досліді і склав у середньому у 2001 р.- 5,20 т/га; 2002 - 4,21; 2003 р.- 3,92 т/га.

Сумісне тривале застосування органічних і мінеральних добрив у польовій сівозміні сприяло збільшенню приросту врожаю зерна ячменю ярого в усіх сортів, що досліджувались. За результатами трирічних досліджень варіант органо-мінеральної системи удобрення (Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄) забезпечував отримання такої врожайності зерна сортів ячменю ярого: Гетьман - 4,70 т/га; Миронівський-92 - 4,54; Толар - 4,53; Невада - 4,28; Звершення - 4,16 т/га.

Застосування еквівалентної кількості мінеральних добрив у сівозміні обумовило її зниження залежно від сорту на 13-20%. При застосуванні низьких доз добрив (Гній 4,5 т/га + N₂₂P₃₄K₁₈) краще проявили себе сорти Миронівський-92 і Невада - приріст урожаю, порівняно з ділянками без внесення добрив, становив відповідно 1,15 і 0,91 т/га.

Екологічна пластичність сортів ячменю ярого, залежно від удобрення. Екологічна пластичність сорту є базою для складання системи удобрення культури. Проведено розрахунок екологічної пластичності різних сортів ячменю за різних умов вирощування на основі розрахунку коефіцієнта регресії (b_e), а також дисперсії (S_e²). Дослідженнями встановлено, що найвищий коефіцієнт регресії мав сорт Миронівський-92 і переважав контрольний сорт Звершення на 14,4%. Сорт Гетьман характеризувався дещо нижчим показником регресії, проте він переважав сорт Звершення на 12,2%. У сорту Гетьман показник дисперсії був найвищим і перевищував Звершення в 1,7 рази. В той же час у чеського сорту Толар рівень дисперсії був найнижчий, що менше контрольного сорту в 1,6 рази. Збільшення різниці між урожаями на сортовипробувальних станціях і реальною врожайністю цих же сортів в умовах виробництва можна пояснити запровадженням у виробництво сортів з високою потенційною продуктивністю, але з низьким рівнем гомеостазу.

Результати оцінки екологічної пластичності і стабільності сортів ячменю ярого показують, що найвищий коефіцієнт регресії - 1,18 мав сорт Миронівський-92, а найвищий показник дисперсії було зареєстровано у сорту Гетьман - 1,67. Найвищі значення врожайності зерна очікувались у сортів Гетьман - 4,69 ц/га, Миронівський-92 - 4,57 і Толар - 4,50 т/га у варіанті Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄.

Вплив добрив на якість зерна ячменю ярого. Систему удобрення в сівозміні і окремих культур потрібно розглядати як матеріальну основу не тільки кількості, але і якості одержаної сільськогосподарської продукції. Показники якості зерна - це сортові спадкові ознаки, які також значно залежать від ґрунтово-кліматичних умов. Дослідженнями встановлено, що родючість ґрунту суттєво впливала на вміст білка в зерні ячменю ярого всіх сортів (табл. 5).

Таблиця 5 - Вплив добрив на вміст білка в зерні ячменю ярого, %

Зерно всіх сортів, отримане у варіантах без добрив та при застосуванні малих доз добрив, за сприятливих погодних умов 2001-2002 рр. мало допустимий вміст білка для пивоваріння - в межах 8,3-11,5%, згідно ДСТУ 3769-98.

На ділянках з внесенням високих доз мінеральних добрив формувалось зерно з високим вмістом білка в усіх сортів, який перевищує вимоги стандарту до пивоварного ячменю. В 2003 році склалися посушливі погодні умови і, як наслідок, було обмежено живлення рослин макро- і мікроелементами. Це спричинило сповільнення ростових процесів, а надлишок асимілянтів, що утворювались, став джерелом підвищення білковості.

Отже, оптимальним з точки зору показників якості слід вважати варіант із внесенням високих доз добрив на 1 га площі сівозміни за органо-мінеральної системи удобрення (Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄). При цьому не тільки досягається найбільша продуктивність сортів ячменю ярого Невада, Толар, Звершення і Гетьман, а й забезпечуються хороші показники пивоварної цінності зерна.

Засвоєння сортами ячменю ярого основних елементів живлення залежно від рівня родючості ґрунту

Вплив добрив на господарський винос основних елементів живлення. Застосування добрив у сівозміні сприяло збільшенню виносу елементів живлення з ґрунту ячменем ярим. Так, у варіанті з внесенням низьких доз мінеральних добрив (N₄₅P₄₅K₄₅) спостерігали збільшення господарського виносу елементів живлення в усіх досліджуваних сортів ячменю. Найбільше зростання їх виносу у цьому варіанті відбулося сортом Звершення - азоту на 14,7 кг/га, фосфору на 9,49, калію на 14,4 кг/га (при виносі на контролі N - 39,5 кг/га, Р₂О₅ - 26,2, К₂О - 41,4 кг/га). Тоді як, винос азоту і калію сортом Толар зріс, відповідно, лише на 9,72 і 9,15 кг/га. Найбільший господарський винос фосфору на ділянках із внесенням N₄₅P₄₅K₄₅ мав сорт Толар - 40,4 кг/га, що на 9,24 кг/га більше, ніж у варіанті без внесення добрив, але це на 0,25 кг/га менше, ніж у сорту Звершення. На внесення низьких доз мінеральних добрив найслабше реагував збільшенням господарського виносу фосфору сорт ячменю ярого Миронівський-92.

За роки досліджень найбільший господарський винос азоту з ґрунту мав сорт Миронівський-92 - 103 кг/га, фосфору і калію - сорт Гетьман відповідно 63,8 і 88,4 кг/га у варіанті з тривалим внесенням високих доз добрив за органо-мінеральної системи удобрення (Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄).

Варто зазначити, що господарський винос елементів живлення з ґрунту сортами ячменю ярого був найбільший у варіантах за тривалого внесення високих доз добрив органо-мінеральної системи удобрення, що пояснюється кращою здатністю рослин сортів Гетьман і Миронівський-92 засвоювати їх з ґрунту. Винос азоту і фосфору всіма сортами, які вивчалися, залежав від рівня врожайності зерна, так як вміст цих елементів у зерні більший, ніж у соломі. А загальний господарський винос калію, внаслідок високого вмісту його в соломі, мав обернену закономірність і більше залежав від урожаю соломи, ніж від урожаю зерна.

Вплив добрив на відносний винос основних елементів живлення. Відносний винос основних елементів живлення - це більш стабільний показник, ніж господарський. Серед сортів ячменю ярого, які досліджувалися, найбільшу кількість елементів живлення рослин на створення 1 т зерна і відповідної кількості соломи у варіанті без внесення добрив затрачають азоту - 15,9 кг, фосфору - 10,5 кг - сорт Миронівський-92 і калію - 15,8 кг - сорт Гетьман (табл. 6).

Застосування добрив збільшує відносний винос елементів живлення рослинами. В основному збільшувався винос азоту. Залежно від рівня родючості ґрунту і сорту винос азоту становив 15,0-22,9 кг/т, фосфору - 9,7-13,8, калію - 15,6-18,8 кг/т зерна і відповідної маси соломи. Так, у варіанті з внесенням низьких доз органічних і мінеральних добрив винос азоту рослинами ячменю ярого залежно від сорту зростав у середньому на 27%, фосфору - 16 і калію - 7% порівняно з варіантом без внесення добрив, а у варіанті за високих доз внесення добрив у сівозміні відносний винос азоту залежно від сорту збільшився на 26-30%, фосфору - 22-25 і калію - 13-14%, порівняно з варіантом без добрив.

Таблиця 6 - Вплив добрив на відносний винос урожаєм ячменю ярого основних елементів живлення (2001-2003 рр.), кг/т зерна і відповідну масу соломи

Проведеними дослідженнями встановлено, що найбільшу кількість азоту - 22,9 кг і фосфору - 13,8 кг на створення 1 т зерна з відповідною кількістю соломи витрачають рослини сорту ячменю ярого Миронівський-92 у варіанті з тривалим внесенням високих доз добрив за органо-мінеральної системи удобрення, а калію - 18,9 кг сорт Гетьман у варіантах з високими дозами добрив мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення, що відповідно на 31, 24 і 13% більше, ніж на ділянках без удобрення.

Отже, винос основних елементів живлення з ґрунту рослинами сортів ячменю ярого збільшувався пропорційно до збільшення дози добрив і цей процес проходить інтенсивніше в сортів ячменю ярого за органо-мінеральної системи удобрення.

Економічна оцінка ефективності вирощування сортів ячменю ярого за тривалого удобрення культур у сівозміні

За узагальненими показниками погодні умови для вирощування ячменю ярого склалися добре в 2001 році та задовільно в 2002 і 2003 роках, що обумовило зменшення приростів та зміни якості врожаю від добрив і відповідно впливало на рівень економічної ефективності.

Рівень рентабельності вирощування культури і умовно-чистий прибуток - основні показники при визначенні ефективності внесення добрив під ячмінь ярий. Найменшим умовно-чистий прибуток був у варіанті з внесенням високих доз мінеральних добрив у сівозміні (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅) в усіх досліджуваних сортів. Причиною цього була низька ціна реалізації отриманої продукції - формувалося зерно з високим вмістом білка в усіх сортів, який перевищує вимоги стандарту до пивоварного ячменю. Це зерно може бути використане на продовольчі та кормові цілі, відповідно з нижчою ціною реалізації. В цьому ж варіанті відмічено найменшу окупність 1 кг NPK добрив зерном.

Найбільший умовно чистий прибуток - 538,8 грн/га та рівень рентабельності витрат на добрива - 212% отримано при вирощуванні сорту Гетьман у варіанті з низькими дозами добрив за органо-мінеральної системи удобрення в сівозміні (Гній 4,5 т + N₂₂P₃₄K₁₈). Цьому сприяли високі приріст і якість врожаю, що дало змогу реалізувати вирощену продукцію за цінами на пивоварний ячмінь. У цьому ж варіанті була найвища окупність 1 кг NPK добрив зерном - 15,3 кг у сорту Миронівський-92, що пов'язано з високим приростом урожаю на одиницю внесених добрив, але зерно ячменю за даних умов вирощування може бути реалізовано за нижчою ціною - лише на продовольчі та кормові цілі.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення питання оптимізації живлення рослин ячменю ярого та підтримання родючості чорнозему опідзоленого у польовій сівозміні Правобережного Лісостепу України, що дозволяє зробити такі висновки:

1. Ґрунти, які мають однакове походження і природну родючість, можуть значно різнитися за ефективною родючістю. Сорти ячменю ярого по-різному реагували на це зміною врожайності, а також якості продукції. Тривале внесення різних доз добрив мало значний вплив на рівень окультуреності ґрунту, який змінювався за показником зведеного ґрунтового балу від 69,5 до 97,3, за зведеним показником якості ґрунту - від 0,23 до 0,78 і за комплексним агрохімічним показником - від 11,2 до 35,4 бала.

2. Тривале застосування мінеральних добрив у сівозміні не сприяло збереженню вмісту гумусу в ґрунті. Проте застосування їх у поєднанні з гноєм (варіант Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₂K₅₄) забезпечувало його збільшення на 6% до вихідного рівня. Кислотність ґрунту при цьому збільшилась порівняно з вихідною на 1,4 одиниць - до рН_сол. = 4,8. Найвища кислотність ґрунту була в сівозміні з внесенням мінеральних добрив в дозі N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ - рН_сол. = 4,7.

3. Внесення високих доз добрив (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅) протягом тривалого часу, не забезпечувало накопичення азоту в ґрунті, тому в цьому варіанті чорнозем опідзолений за вмістом лужногідролізованого азоту відноситься до групи ґрунтів з низьким рівнем забезпеченості рослин азотом, що вказує на значну роль азотного компоненту в системі удобрення.

4. За високих доз добрив (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅) кількість рухомих сполук фосфору і калію збільшилась в 2,0-2,5 рази порівняно з контролем, тобто до високого і дуже високого рівня. За низьких доз добрив (N₄₅P₄₅K₄₅) їх вміст в орному шарі ґрунту був підвищеним та середнім.

5. При внесенні низьких (N₄₅P₄₅K₄₅) та високих (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅) доз добрив за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення у сортів Гетьман, Толар і Миронівський-92 коефіцієнт продуктивного кущіння зростав відповідно на 0,2 і 0,4 пункта порівняно з контролем, а у сортів Звершення і Невада - відповідно на 0,3 і 0,1.

6. Тривале внесення добрив у сівозміні зменшує вплив фактору погоди на формування врожаю ячменю ярого і збільшує вплив рівня родючості ґрунту. За 40 років досліджень його частка становила 58,4%, а фактору удобрення - 27,4%, то за останні 10 років ці показники відповідно становили 37,0% і 51,4%. У варіантах з високими дозами добрив величина середньорічного приросту врожаю зерна ячменю ярого з часом знижується, особливо за мінеральної системи удобрення, тому подальше його підвищення можливе за рахунок такого фактору, як сорт.

7. За роки досліджень оптимальною виявилась органо-мінеральна система удобрення (Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄), що забезпечила отримання врожайності зерна сорту Гетьман - 4,70 т/га; Миронівський-92 - 4,54; Толар - 4,53; Невада - 4,28; Звершення - 4,16 т/га. Тривале застосування у польовій сівозміні еквівалентної кількості мінеральних добрив обумовило зниження врожайності на 13-20% у середньому по сортах.

8. За високого рівня родючості ґрунту і доз добрив за органо-мінеральної системи удобрення (Гній 13,5 т/га + N₆₇P₁₀₁K₅₄) сорти Гетьман і Толар формували зерно з вмістом білка 11,5%, крупністю >85%, екстрактивністю >77%, здатністю до проростання 95,5%. Проте за посушливих погодних умов (2003 р.) вміст білка всередньому по сортах підвищився на 5,2%.

9. Вміст основних елементів живлення в зерні і соломі ячменю ярого більшою мірою залежав від рівня мінерального живлення, ніж від сортових особливостей і відповідно становив N - 1,31-1,76%, Р₂О₅ - 0,83-1,19, К₂О - 0,62-0,71% на суху речовину. Найбільшу кількість азоту - 22,9 кг і фосфору - 13,8 кг на створення 1 т зерна з відповідною кількістю соломи на формування врожаю затрачає сорт ячменю ярого Миронівський-92 (варіант Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄), а калію - 18,9 кг сорт Гетьман, що відповідно на 31, 24 і 13% більше, ніж на ділянках без удобрення.

10. Найбільш економічно доцільним є вирощування ячменю ярого сорту Гетьман за низьких доз органо-мінеральної системи удобрення в сівозміні (Гній 4,5 т/га + N₂₂P₃₄K₁₈). При цьому чистий дохід від застосування добрив складає 538,8 грн/га, а умовний рівень рентабельності сягає 212%, у сортів Миронівський-92 і Звершення - 163 і 145%. Застосування добрив під ячмінь ярий на чорноземі опідзоленому у польовій сівозміні є досить виправданим з енергетичної точки зору. При цьому найбільшу енерговіддачу забезпечують сорти ячменю Звершення - 6,5 і Миронівський-92 - 7,0 одиниць, за низьких доз внесення добрив органо-мінеральної системи удобрення (Гній 4,5 т/га + N₂₂P₃₄K₁₈).

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для підвищення родючості чорнозему опідзоленого Правобережного Лісостепу України у польовій сівозміні зерно-бурякового типу та реалізацію потенціалу продуктивності сучасних сортів ячменю ярого доцільно застосовувати органо-мінеральну систему удобрення (N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ на 1 га площі сівозміни) з внесенням безпосередньо під ячмінь лише мінеральних добрив у дозі N_47,5P₇₅K_50.

З метою формування високих і сталих урожаїв ячменю ярого для пивоварної промисловості на чорноземі опідзоленому з різною родючістю необхідно забезпечити правильний підбір сорту:

1. На ґрунтах з середнім рівнем забезпеченості рослин азотом, дуже високим - фосфором і високим - калієм, де насиченість становить Гній 13,5 т + N₆₇P₁₀₁K₅₄ або N₁₃₅P₁₃₅K₁₃₅ на 1 га площі сівозміни не доцільно висівати сорти Миронівський-92, Звершення, Невада, Гетьман і Толар на пивоварні цілі, так як у посушливі роки вони формують зерно з високим вмістом білка.

2. Для отримання 5 т/га зерна, що відповідає вимогам стандарту на пивоварні цілі, на полях з низьким рівнем забезпеченості рослин азотом, підвищеним - фосфором і калієм, де насиченість становить (Гній 4,5 т + N_22,5P₃₄K₁₈ на 1 га площі сівозміни) слід вносити ...