Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Богданець В'ячеслав Анатолійович

УДК 631.8 : 633.11

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

АГРОХІМІЧНА ОЦІНКА НОВИХ ВИДІВ ДОБРИВ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ ПШЕНИЦІ ЯРОЇ НА ЛУЧНО-ЧОРНОЗЕМНОМУ ҐРУНТІ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.04 - агрохімія

Київ - 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному аграрному університеті Кабінету Міністрів України.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Городній Микола Михайлович, Національний аграрний університет, професор кафедри агрохімії і якості продукції рослинництва ім. О. І. Душечкіна.

кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник Корсун Світлана Георгіївна, ННЦ "Інститут землеробства УААН", провідний науковий співробітник відділу агроекології та аналітичних досліджень.

Захист відбудеться “12” жовтня 2007р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.004.04 у Національному аграрному університеті за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 15, навчальний корпус 3, аудиторія 65.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного аграрного університету за адресою: 03041, м. Київ, вул. Героїв Оборони, 13, навчальний корпус 4, к.28.

Автореферат розісланий “11” вересня 2007р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради І.В. Присташ.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Пшениця яра є резервом високоякісного продовольчого зерна, особливо у роки, коли озимі зернові потерпають від несприятливих погодних умов при перезимівлі, а також із врахуванням наукового прогнозу щодо змін клімату. Науковому напряму розроблення елементів технології вирощування пшениці ярої та вивчення ефективності застосування добрив присвятили свої праці В. А. Кумаков, В. Г. Мінєєв, Д. М. Анікст, В. Ф. Сайко, М. М. Городній та інші. У науковій літературі недостатньо висвітлено питання управління отриманням високоякісного зерна пшениці ярої на хлібопекарські цілі в Лісостепу України через науково обґрунтоване використання добрив. Ураховуючи дефіцит придатного для випікання хліба високоякісного борошна та недостатню кількість даних щодо впливу застосування добрив, особливо їх нових видів, із вмістом комплексу макро- і мікроелементів, постає питання про актуальність проведення агрохімічної оцінки нових добрив для отримання в умовах Лісостепу України врожаїв конкурентоспроможного продовольчого зерна високої якості на рівні 4,0-5,0 т/га із використанням сортів вітчизняної селекції.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано на Агрономічній дослідній станції Національного аграрного університету у стаціонарному досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна впродовж 2004-2006 рр. Науково-дослідна робота була складовою тематики: „Агроекологічне обґрунтування і агрохімічне забезпечення використання добрив на лучно-чорноземному ґрунті північної частини Лісостепу” (номер державної реєстрації 0100U002832).

Мета і завдання дослідження - встановити вплив тривалого застосування добрив на агрохімічні показники лучно-чорноземного карбонатного ґрунту та ефективність дії різних видів, норм і строків внесення на врожайність пшениці ярої, показники якості зерна та хлібопекарські якості борошна, вивчити шляхи оптимізації мінерального живлення пшениці ярої за допомогою застосування нових комплексних водорозчинних добрив кристалон особливий та акварин №5 відповідно до етапів органогенезу рослин пшениці ярої сорту Миронівська яра та сорту Соната при їх вирощуванні на лучно-чорноземному грубопилувато-легкосуглинковому карбонатному ґрунті.

Для досягнення цієї мети передбачалося вирішення таких завдань:

- визначити вплив тривалого застосування добрив у зерно-буряковій сівозміні у стаціонарному польовому досліді та їх внесення в короткотривалих дослідах на агрохімічні показники лучно-чорноземного карбонатного ґрунту;

- встановити вплив застосування добрив на формування врожаю та показники якості зерна пшениці ярої;

- вивчити вплив позакореневих підживлень комплексними водорозчинними добривами кристалон особливий та акварин №5 на фоні основного внесення N₄₅P₄₀K₃₀ на врожай зерна та показники його якості;

- провести агрохімічну, енергетичну та економічну оцінки ефективності використання добрив під пшеницю яру сорту Миронівська яра і сорту Соната в стаціонарному і в короткотривалих дослідах в умовах Правобережного Лісостепу України.

Об'єктом дослідження є агрохімічні процеси в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті, формування продуктивності та мінеральне живлення рослин пшениці ярої.

Предметом дослідження є окремі показники родючості лучно-чорноземного карбонатного ґрунту, фізіолого-біохімічні процеси у рослинах пшениці ярої, вміст, винос та баланс макро- і мікроелементів живлення та умови ефективного використання добрив.

Методи досліджень: польовий, лабораторний, метод математичної статистики, методи економічної та біоенергетичної оцінок.

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено, що тривале застосування мінеральних добрив на фоні післядії гною 12 т/га сівозміни (насиченість сівозміни 238 кг/га N, P₂O₅, K₂O за одинарної норми та 352 кг/га N, P₂O₅, K₂O за полуторної норми) на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Правобережного Лісостепу України дає можливість отримання стабільного високого врожаю конкурентоспроможного продовольчого зерна пшениці ярої на рівні 4,0-4,5 т/га. З'ясовано, що застосування на фоні основного удобрення нових видів комплексних водорозчинних добрив із оптимальним співвідношенням макро- і мікроелементів дає змогу підвищити врожай зерна пшениці ярої, покращити показники його якості до 1-2-го класу та поліпшити хлібопекарсько-технологічні якості борошна. Уперше проведено оптимізацію живлення та оцінку ефективності застосування нових комплексних водорозчинних добрив кристалон особливий та акварин №5 на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті під пшеницю яру в Правобережному Лісостепу України.

Практичне значення одержаних результатів. Експериментально обґрунтовано доцільність застосування під пшеницю яру на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті позакореневих підживлень комплексними водорозчинними добривами акварин №5 та кристалон особливий на фоні основного внесення добрив у нормі N₄₅P₄₀K₃₀ як дієвого засобу підвищення врожаю зерна пшениці ярої на 0,2-0,3 т/га при врожайності 4,5 т/га та підвищенні якості зерна до 1-2-го класу. При тривалому застосуванні мінеральних добрив на фоні органічних досягнуто підвищення вмісту азоту, фосфору та калію в ґрунті, що забезпечує отримання стабільних врожаїв 4,0-4,5 т/га конкурентоспроможного продовольчого зерна пшениці ярої високої якості. Основні результати досліджень впроваджено в ЗАТ ВО “Лани України” Київської області на площі 12 га у 2005 р. та 15 га у 2006 р.

Особистий внесок здобувача полягає у самостійному опрацюванні наукових літературних джерел за темою дисертаційної роботи, їх систематизації, безпосередній участі у визначенні мети і завдань дослідження. Дисертаційна робота є результатом самостійного дослідження здобувача. Автором виконано польові й лабораторні дослідження, отримано і проаналізовано дані, виконано їхню статистичну обробку, узагальнення й опрацювання отриманих результатів, ним сформульовано основні положення, висновки та рекомендації виробництву, проведено впровадження результатів досліджень у виробництво, апробацію, написано наукові статті та дисертаційну роботу. Особистий внесок здобувача - понад 90%.

Апробація результатів дисертації. Основні положення та результати досліджень висвітлювалися на конференції молодих учених “Сучасні агротехнології в агропромисловому виробництві” (Чабани, 2004 р.), Міжнародному науково-практичному форумі “Теорія і практика розвитку АПК”, Львівський державний аграрний університет (Львів, 2006 р.), щорічно обговорювалися на засіданнях кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О. І. Душечкіна (2004, 2005 та 2006 рр.) та на конференції викладацького складу та аспірантів НДІ агротехнологій та якості продукції рослинництва Національного аграрного університету, (Київ, 2005, 2006 рр.).

Особливості живлення та удобрення пшениці ярої (огляд літератури)

Посівні площі під пшеницею ярою в нашій країні зросли з 8,7 тис. га у 1990 р. до 622 тис. га у 2006 р. Питання вивчення впливу умов вирощування, застосування різних норм та строків внесення добрив на врожай зерна пшениці ярої та показники його якості із врахуванням сорто-генетичних особливостей має теоретичне й практичне значення (Городній М. М. та ін., 2000, 2004; Кумаков В. А., 1980, 2004; Сайко В.Ф. та ін., 1994, Tisdale S. L. et al., 1986). Застосування добрив справляє значний вплив на показники якості зерна пшениці ярої та хлібопекарські якості борошна; слід спрямовувати цей потужний ресурс у ті етапи росту і розвитку, коли рослини формують елементи продуктивності (Кудрявицька А. М., 2004; Підручна О. В., 2000; Кумаков В. А., 1988; Анікст Д. М., 1986; Коданев І. М., 1977).

Добрива сприяють мобілізації поживних речовин у ґрунті, відтворенню родючості ґрунту, активізують фізіолого-біохімічні процеси в рослинах, впливаючи таким чином на врожай зерна і його якість. Проблема оптимізації мінерального живлення пшениці ярої в ринкових умовах господарювання є актуальною в наш час.

Тому наші дослідження було спрямовано на вивчення ефективності тривалого застосування добрив на продуктивність пшениці ярої в зерно-буряковій сівозміні та оптимізацію її мінерального живлення шляхом застосування нових комплексних водорозчинних добрив на фоні основного удобрення із врахуванням етапів органогенезу рослин пшениці ярої при вирощуванні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті.

Умови проведення та методика досліджень

Дослідження за темою дисертаційної роботи здійснювали у 2004-2006 рр. із використанням польового, лабораторного і статистичного методів досліджень та методик, загальноприйнятих в агрохімії. Польові дослідження виконано у стаціонарному та короткотривалих польових дослідах за схемами, наведеними нижче, на лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому ґрунті на Агрономічній дослідній станції НАУ (Васильківський район Київської області), що розташована в північній частині Правобережного Лісостепу України. Роботу виконано у варіантах, які найбільшою мірою відповідають вирішенню поставлених завдань, у стаціонарному досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна у 10-пільній зернобуряковій сівозміні при вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра.

Тривалий стаціонарний дослід закладено в 1956 р., а зернобурякова сівозміна була освоєна в 1956-1958 рр. Чергування культур в сівозміні: конюшина, пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза на силос, пшениця озима, горох, пшениця яра, буряк цукровий, кукурудза на зерно, ячмінь із підсівом конюшини. Агротехніка вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні - загальноприйнята для зони Лісостепу. Насиченість сівозміни добривами становить 12 т/га гною, 238 кг/га N, P₂O₅, K₂O за одинарної норми та 352 кг/га N, P₂O₅, K₂O за полуторної норми. У короткотривалих дослідах вивчався вплив застосування мінеральних добрив та позакореневих підживлень новими видами комплексних водорозчинних добрив акварин №5 та кристалон особливий на продуктивність пшениці ярої сорту Соната. Площа посівної ділянки стаціонарного польового досліду - 175 м², облікової - 100 м². Площа посівної ділянки короткотривалого польового досліду - 100 м², облікової - 75 м², у мікропольовому досліді облікова площа ділянки - 25 м². Попередник пшениці ярої у короткотривалих дослідах - однорічні трави, у стаціонарному досліді - горох. Збирання врожаю відбувалося в третій декаді липня - першій декаді серпня у фазі повної стиглості.

У роки досліджень в середньому випала достатня кількість опадів за рік при порівнянні з багаторічними даними. Проте спостерігалися коливання в бік надмірного або недостатнього зволоження щодо їх розподілу за окремими місяцями року, що вплинуло на продуктивність рослин пшениці та ефективність внесених добрив. Квітень 2004 р. характеризувався екстремально низькою кількістю опадів, що негативно вплинуло на формування врожаю пшениці ярої. Розрахунок ГТК за Г. Т. Селяниновим за період вегетації пшениці ярої (V-VIII місяці) показав, що в середньому за вегетацію середній багаторічний показник становив 1,13, тоді як у 2004 р. він склав 0,91, у 2005 р. - 1,24, і в 2006 р. - 1,38, що характеризує роки досліджень як різні передовсім за кількістю опадів. Як найбільш посушливий вирізняється 2004 рік, тоді як 2005-2006 рр. були приблизно однакові за значенням ГТК із деяким перевищенням середнього багаторічного значення. Порівняно із середнім багаторічним ГТК, значення ГТК у 2004 р. становило 81%, у 2005 - 109% і в 2006 р. - 121%.

Лучно-чорноземний карбонатний грубопилувато-легкосуглинковий ґрунт дослідних ділянок характеризується середнім вмістом в орному шарі гумусу (4,2%) та середнім рівнем забезпечення рослин пшениці мінеральним азотом, рухомим фосфором і низьким - обмінним калієм; має слабколужну реакцію - рН_вод 8,1; ємність катіонного обміну становить 32,7 мг-екв/100 г ґрунту. Варіантами, у яких проводили дослідження в стаціонарному досліді, були такі: 1. Без добрив (контроль); 2. Післядія гною у сівозміні - фон (насиченість 12 т/га ріллі сівозміни); 3. Фон + Р₈₀; 4. Фон + Р₈₀К₈₀; 5. Фон + N₈₀P₈₀K₈₀; 6. Фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀; 7. N₈₀P₈₀K₈₀. У дослідах використовували аміачну селітру (ГОСТ 2-85), суперфосфат простий гранульований (ГОСТ 5956-78), калій хлористий (ГОСТ 4568-95), кристалон особливий та акварин №5, що зареєстровані в Україні. Склад кристалону особливого норвезької компанії “Норск Гідро”, %: всього N - 18,0 (N-NO₃^Ї - 4,9; N-NH₄⁺ - 3,3; N-NH₂ - 9,8); P₂O₅ - 18,0; K₂O - 18,0; MgO - 3,0; S - 2,0; B - 0,025; Cu - 0,01; Mn - 0,04; Fe - 0,07; Mo - 0,004; Zn - 0,025. Склад добрива акварин №5 виробництва Російської Федерації, %: всього N - 18,0 (N-NO₃^Ї - 3,9; N-NH₄⁺- 2,1; N-NH₂ - 12,0); P₂O₅ - 18,0; K₂O - 18,0; Mg - 1,2; S - 1,5; B - 0,02; Cu - 0,01; Fe - 0,054; Mn - 0,042; Zn - 0,014; Mo - 0,004. У водорозчинних комплексних добривах мікроелементи перебувають у формі хелатів. Кристалон особливий та акварин №5 вносили з розрахунку 1 кг/га на IV етапі та 1 кг/га на VII етапі органогенезу (за Ф.М. Куперман) при використанні 250 л розчину на 1 га. У дослідах розчини кристалону особливого та акварину №5 вносили ручним обприскувачем.

Урожай зерна збирали методом пробних снопів із ділянок у триразовому повторенні з кожної облікової ділянки. Протягом вегетаційного періоду у дослідах проводили фенологічні спостереження за ростом і розвитком рослин, біометричні вимірювання, відбирали рослинні та ґрунтові зразки. Ґрунт відбирали та проводили підготовку до аналізів згідно ізГОСТ 28168-89 та ДСТУ ISO 11464-2001. Рослини відбирали і готували до аналізів загальноприйнятими в агрохімії методами. Зразки ґрунту із шарів 0-25, 25-50 см та зразки рослин відбирали в основні фази росту і розвитку рослин: кущення, вихід у трубку, колосіння та повна стиглість. За настання фази росту та розвитку рослин вважали період, коли 75% рослин вступали в цю фазу. У зразках ґрунту визначали: вміст вологи - термогравіметричним методом (ГОСТ 29268-89), гумус - за методом І. В. Тюріна в модифікації В. Н. Сімакова, амонійний азот - фотоколориметричним методом за допомогою реактиву Неслера (ГОСТ 26489-85), нітратний азот - іонометричним методом (ГОСТ 26951-86), рухомі сполуки фосфору і обмінний калій - за методом Мачигіна (ДСТУ 4114-2002), рН водний - потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390-2001), вміст карбонатів - об'ємним методом (ДСТУ ISO 10693-2001). Озолення рослинного матеріалу проводили за А. Гінзбург та ін. з наступним визначенням азоту фотоколориметричним методом за допомогою реактиву Неслера, фосфору - фотоколориметрично за Деніже в модифікації А. Левицького, калію - за допомогою полуменевого фотометра. Вміст сухої речовини в рослинах визначали термогравіметричним методом (ГОСТ 13586.5-93), білок і сиру клейковину в зерні - за допомогою аналізатора “Infratek 1225”, фракційний склад білка - за методикою М.В. Козлова та М. М. Городнього. Амінокислотний склад білка визначали методом рідинної хроматографії в Українській лабораторії якості і безпеки продукції АПК. Вміст міді та цинку визначали методом інверсійної хронопотенціометрії. Перед збиранням урожаю у всіх польових дослідах відбирали снопи з кожної облікової ділянки, у яких визначали структуру врожаю за методикою Н. А. Майсуряна. Баланс азоту, фосфору та калію розраховано за методичними вказівками кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного аграрного університету (В. М. Макаренко, В. Є. Розстальний та ін.), міді та цинку - за П. І. Анспоком.

Економічну оцінку ефективності використання добрив під пшеницю яру вираховували за цінами, що були середніми в роки проведення досліджень, біоенергетичну - за методикою, викладеною Ю.О. Тараріко та ін. Статистичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного аналізу, викладеним Б.О. Доспеховим, із використанням програм Agrostat та Excel.

Хімічні аналізи ґрунту, рослин і визначення показників якості зерна пшениці ярої проводили у випробувальній лабораторії оцінки якості земель, добрив та продукції рослинництва кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного аграрного університету (зареєстрована в Реєстрі Системи сертифікації УкрСЕПРО від 15 листопада 2001 р. за № UA 6.001.H.326) з наступною статистичною обробкою даних. Хлібопекарські і технологічні показники якості зерна визначали в лабораторії Українського Інституту експертизи сортів рослин.

Вплив добрив на агрохімічні показники ґрунту, біометричні, фізіологічні показники і продуктивність пшениці ярої

Аналіз експериментальних даних, отриманих за період проведення досліджень, свідчить, що застосування мінеральних добрив при вирощуванні пшениці ярої забезпечувало підвищення показників родючості лучно-чорноземного карбонатного грубопилувато-легкосуглинкового на лесовидному суглинку ґрунту. Щодо вмісту поживних речовин у ґрунті, то простежується чітка позитивна тенденція накопичення доступних поживних речовин залежно від застосування добрив, причому як у орному (0-25 см), так і в підорному (25-50см) шарах ґрунту. Динаміка засвоєння рослинами поживних речовин з ґрунту показує вищу інтенсивність споживання їх на варіантах із внесенням добрив, що виражається у отриманні більшого врожаю із кращими показниками якості у цих варіантах. Завдяки систематичному багаторічному застосуванню добрив вдалося поліпшити агрохімічні показники лучно-чорноземного карбонатного ґрунту - вміст амонійного та нітратного азоту, рухомого фосфору та обмінного калію, що позитивно позначилось як на габітусі рослин (відповідно до результатів проведених нами фенологічних спостережень та біометричних вимірювань), так і на показниках продуктивності пшениці ярої. При вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра при внесенні добрив баланс основних елементів живлення був позитивним, тоді як у варіанті без добрив (контроль) баланс був негативним: -0,4; -3,1 та -22,4 кг/га відповідно азоту, фосфору і калію. При вирощуванні пшениці ярої сорту Соната застосування добрив у нормі N₄₅P₄₀K₃₀ не компенсувало повною мірою винос врожаєм азоту та калію (-24,1 та -16,6 кг/га відповідно) і компенсувало винос фосфору (29,9 кг/га). При використанні норми N₉₀P₈₀K₆₀ баланс азоту, фосфору і калію був позитивним і становив 9,2, 68,1 та 0,8 кг/га відповідно. У всіх дослідах спостерігався від'ємний баланс міді та цинку, оскільки статті витрат балансу переважають надходження. Виняток - варіанти N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни та N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни, де баланс цинку був позитивним і склав 8,5 та 2,7 г/га відповідно у зв'язку із значним надходженням із органічними та мінеральними, насамперед фосфорними добривами.

Поліпшуючи умови живлення рослин, внесені добрива позитивно впливають на процеси синтезу, що наявні в рослинах пшениці ярої впродовж періоду вегетації. На посилення мінерального живлення рослини, зокрема, реагують збільшенням інтенсивності нагромадження сухої речовини та посиленням фотосинтетичної діяльності, яка виражається кількісно за допомогою показника чистої продуктивності фотосинтезу. Як видно із наведених даних (рис.1), рослини пшениці ярої позитивно реагували на систематичне тривале застосування добрив зростанням величини чистої продуктивності фотосинтезу (ЧПФ). У варіанті без добрив (контроль) середнє значення ЧПФ склало 7,62 г/м²·добу, а у варіантах фон + N₈₀P₈₀K₈₀ та фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ - 9,59 та 10,92 г/м²·добу відповідно. Застосовуючи добрива у науково обґрунтованих нормах, можна підвищувати показник чистої продуктивності фотосинтезу, сприяючи таким чином повнішому використанню космічного фактора продуктивності рослин - сонячної радіації.

Рис. 1. Вплив тривалого застосування добрив на величину чистої продуктивності фотосинтезу рослин пшениці ярої сорту Миронівська яра у стаціонарному польовому досліді, г/м²·добу (2005-2006 рр.)

Внесення добрив у нормі N₈₀P₈₀K₈₀ під пшеницю яру сорту Миронівська яра на фоні післядії 12 т/га гною в сівозміні дало можливість одержати в середньому за роки досліджень врожайність зерна 4,23 т/га (табл. 1). Приріст врожаю зерна до фону склав у цьому варіанті 1,47 т/га, а до варіанта без добрив - 1,97 т/га. Від внесення азоту в складі повного мінерального добрива одержали приріст врожаю зерна 1,18 т/га. Найвищу врожайність отримали при внесенні N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії гною в сівозміні.

Наші дослідження показали, що внесені під пшеницю яру мінеральні добрива на фоні післядії гною в сівозміні поліпшили показники якості зерна (табл. 1). Вміст білка в зерні підвищився порівняно з контролем на 2,7 - 2,9 %, а “сирої” клейковини - на 4,4 - 4,7 % при вмісті в зерні варіанта без добрив відповідно 12,8 % та 25,3 %. Внесення під пшеницю мінеральних добрив у нормі N₈₀P₈₀K₈₀ сприяло підвищенню вмісту білка в зерні на 2,3 %, а сирої клейковини - на 3,8 % порівняно із варіантом без внесення добрив. Внесення норми добрив N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії гною дало змогу отримати зерно із вмістом білка 15,7% і “сирої” клейковини 30,0%. Внесення повного мінерального добрива на фоні післядії гною дало змогу одержати зерно, яке за вмістом білка і “сирої” клейковини відповідає зерну першого класу (ДСТУ 3768: 2004).

Таблиця 1 - Вплив тривалого застосування добрив на продуктивність пшениці ярої сорту Миронівська яра у стаціонарному польовому досліді, середнє за 2005-2006 рр.

НІР₀₅ 0,14 0,4 0,5

Характерним для білка пшениці, що й визначає його продовольчу цінність та придатність до випікання хліба, є переважання спирторозчинної фракції білка, а співвідношення між спирто- та лужнорозчинною фракціями може бути різним залежно від сорто-генетичних особливостей. Як видно з табл. 2, застосування мінеральних добрив на фоні післядії органічних істотно вплинуло на абсолютне значення та на співвідношення фракцій білка зерна пшениці ярої сорту Миронівська яра.

Таблиця 2 - Фракційний склад білка зерна ярої пшениці сорту Миронівська яра у стаціонарному польовому досліді, середнє за 2005-2006 рр.

Примітка. Фон - Післядія 12 т гною /га сівозміни

НІР₀₅ 0,4 0,6 0,6 0,6

Так, при вмісті спирторозчинної фракції у зерні варіанта без добрив 41,0 % до вилученого її вміст у зерні варіантів фон + N₈₀P₈₀K₈₀ та фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ склав 44,5 % та 49,9 % відповідно. Вміст солерозчинної фракції - альбумінів та глобулінів - помітно зменшився при тривалому застосуванні добрив. Це свідчення позитивного впливу добрив на вміст фракцій білка, які впливають на хлібопекарські властивості борошна, що відмічається й іншими дослідниками.

У короткотривалому досліді приріст урожаю зерна пшениці ярої сорту Соната від застосування добрив склав у варіантах N₄₅P₄₀K₃₀ та N₉₀P₈₀K₆₀ 1,50 та 1,78 т/га відповідно. При врожаї зерна у варіанті без внесення добрив 2,69 т/га врожай зерна у варіантах із внесенням добрив склав 4,19 т/га та 4,47 т/га відповідно (табл. 3).

Таблиця 3 - Продуктивність пшениці ярої сорту Соната у короткотривалому досліді, середнє за 2004-2006 рр.

НІР₀₅ 0,20 0,3 0,5

Завдяки застосуванню мінеральних добрив суттєво зріс вміст білка та сирої клейковини. Так, при значенні вищенаведених показників 12,1 % та 26,7 % на варіанті без внесення добрив, на варіантах N₄₅P₄₀K₃₀ та N₉₀P₈₀K₆₀ вони становили 13,9 % і 27,9 % та 14,4 % та 28,9 % відповідно (табл. 3).

Застосування мінеральних добрив привело до зміни абсолютних значень та співвідношення фракцій білка у зерні в короткотривалому досліді (табл. 4).

Таблиця 4 - Фракційний склад білка зерна пшениці ярої сорту Соната в короткотривалому досліді, середнє за 2005-2006 рр.

НІР₀₅, % 0,3 0,4 0,4 0,3

Вміст спирторозчинної фракції зріс з 40,1% від вилученого азоту у варіанті без внесення добрив до 40,6% та 43,6% у варіантах N₄₅P₄₀K₃₀ та N₉₀P₈₀K₆₀ відповідно.

Таким чином, у короткотривалому досліді добрива при застосуванні на лучно-чорноземному грубопилувато-легкосуглинковому карбонатному ґрунті із середньою забезпеченістю азотом і фосфором та низькою забезпеченістю калієм позитивно вплинули на величину врожаю зерна та на показники його якості - вміст білка та сирої клейковини, а також на вміст і співвідношення фракцій білка.

Вплив внесення кристалону особливого та акварину №5 на врожайність і якість зерна пшениці ярої

Підживлення рослин пшениці розчином кристалону особливого на початку виходу рослин у трубку на IV етапі органогенезу та у фазу колосіння на VII етапі органогенезу у дозі по 1 кг/га на фоні основного внесення добрив у нормі N₄₅P₄₀K₃₀ достовірно підвищило врожайність пшениці ярої. Аналогічні результати отримали в досліді з використанням акварину №5. Підживлення рослин пшениці ярої акварином №5 на фоні основного внесення добрив сприяло зростанню продуктивності. Вміст білка при застосуванні кристалону особливого та акварину №5 зріс з 13,2% у контрольному варіанті до 14,1 та 14,3% відповідно у варіантах із позакореневим підживленням (табл. 5). Вміст “сирої” клейковини зріс відповідно з 27,6 % до 28,2 та 28,7% відповідно, а також зріс вміст спирто- та лужнорозчинної фракцій білка (табл. 6).

Таблиця 5 - Продуктивність пшениці ярої у мікропольовому досліді, середнє за 2004-2006 рр.

НІР₀₅ 0,11 0,3 0,5

Одержані експериментальні дані свідчать, що вплив кристалону особливого та акварину №5 на врожай зерна пшениці ярої подібний при однаковій нормі внесення цих добрив. Це можна пояснити тим, що за хімічним складом ці водорозчинні комплексні добрива є близькими. Кристалон особливий і акварин №5 добре розчиняються у воді та за концентрації 1 кг/га на 250 л розчину не спричиняють опіку таких чутливих частин рослини, як листки. У варіантах із внесенням кристалону особливого та акварину №5 рослини відрізнялися візуально в період вегетації від рослин контрольних ділянок інтенсивнішим зеленим забарвленням листків, більшою стійкістю до стресових факторів середовища.

Таблиця 6 - Фракційний склад білка зерна пшениці ярої у мікропольовому досліді, середнє за 2004-2006 рр.

НІР₀₅, % 0,3 0,60,70,6

Застосування позакореневих підживлень рослин пшениці ярої у фазі колосіння розчинами кристалону особливого та акварину №5 на фоні основного внесення добрив значно поліпшувало показники якості зерна: підвищувало вміст білка і “сирої” клейковини; збільшувало у складі білка частку його спирторозчинної фракції, позитивно впливало на співвідношення між фракціями, що, в свою чергу, поліпшувало хлібопекарські та технологічні властивості борошна.

Модель продуктивності пшениці ярої

У літературі відмічається, що саме забезпеченість рослин азотом у фазі кущення значною мірою визначає величину врожаю зерна пшениці. У наших дослідженнях найбільші коефіцієнти детермінації (R²>0,75) цієї залежності спостерігалися також для фази кущення. Це і стало причиною вибору нами саме таких показників.

Були побудовані математичні моделі - рівняння регресії, що являють собою лінійні залежності між вмістом мінерального азоту (суми нітратного та амонійного азоту) в орному шарі ґрунту у фазі кущення і врожайністю пшениці ярої: y=0,0509x+0,0025 (R²=0,938); y=0,065x-0,869 (R²=0,872), а також між вмістом азоту в рослинах у фазі кущення та врожайністю: y=0,9961x+0,488 (R²=0,843); y=1,2833x-0,0037 (R²=0,759), де y - врожайність пшениці ярої, т/га, x - вміст мінерального азоту в ґрунті орного шару, мг/кг для першого та другого рівнянь та вміст азоту в рослині, %, - для третього та четвертого рівнянь.

Отримані рівняння регресії дають змогу прогнозувати врожайність пшениці ярої із задовільною точністю - відхилення прогнозованої врожайності від фактичної склало 0,66-17,75% у моделі з розрахунком за вмістом мінерального азоту в ґрунті та 1,72-32,42% у моделі з розрахунком за вмістом азоту в рослинах (табл. 7).

Таблиця 7 - Фактична та прогнозована врожайність пшениці ярої, т/га

Для перевірки достовірності отриманої моделі нами за допомогою програми Agrostat був проведений парний кореляційний аналіз даних та розраховані коефіцієнти кореляції. У моделі для розрахунку прогнозованої врожайності за вмістом мінерального азоту в орному шарі ґрунту у фазі кущення залежність була адекватною на 95% та на 99% рівні істотності, коефіцієнти кореляції становили 0,969 у 2005 р. та 0,934 у 2006 р.

У моделі для розрахунку прогнозованої врожайності за вмістом азоту в рослинах у фазі кущення залежність була адекватною на 95% рівні істотності; коефіцієнти кореляції становили 0,918 у 2005 р. та 0,871 у 2006 р. Аби перевірити, чи мають отримані рівняння універсальний характер, нами були проведені розрахунки прогнозованої врожайності за рівняннями, виведеними для іншого року. Відхилення від фактичної врожайності становило 0,52-16,77% при розрахунку за вмістом мінерального азоту та 5,35-23,07% при розрахунку за вмістом азоту в рослинах.

Таким чином, використання рівнянь регресії для прогнозу врожайності пшениці ярої при вирощуванні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті в умовах Правобережного Лісостепу дає змогу отримувати дані, близькі до фактичних. Це дає підстави рекомендувати визначення мінерального азоту в ґрунті у фазі кущення з метою прогнозування майбутньої врожайності пшениці ярої, що дало кращі результати, ніж розрахунок за вмістом азоту в рослинах.

Економічна, агрохімічна та енергетична ефективність застосування добрив під пшеницю яру

Внесення добрив під пшеницю яру є економічно доцільним заходом. Умовно чистий дохід залежно від норми та співвідношення добрив коливався від 88 до 573 грн/га. При внесенні N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т/га гною в сівозміні він становив 573 грн/га. При застосуванні без післядії органічних одинарної норми мінеральних добрив N₈₀P₈₀K₈₀ цей показник склав 441 грн/га. При внесенні N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії гною в сівозміні умовно чистий дохід був меншим і становив 388 грн/га, що пов'язано з меншою окупністю приросту врожайності зерна добривами. Так, у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії гною в сівозміні окупність 1 кг NPK добрив склала 6,3 кг зерна, а у варіанті N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії гною в сівозміні - лише 4,6 кг зерна. Найвища рентабельність у стаціонарному польовому досліді відмічена у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т/га гною в сівозміні. Вона склала в середньому за роки проведення досліджень 57,2%.

У короткотривалому польовому досліді внесення мінеральних добрив дало змогу отримати умовно чистий дохід 627 грн/га та 458 грн/га у варіантах N₄₅P₄₀K₃₀ та N₉₀P₈₀K₆₀ відповідно. Окупність 1 кг NPK добрив зерном становила 4,8 та 5,7 кг відповідно.

Розрахунки економічної ефективності внесення кристалону особливого й акварину №5 показали, що при їх внесенні умовно чистий дохід зріс до 765 грн/га та 844 грн/га, а окупність зерном до 5,4 грн. та 5,8 грн.

Біоенергетична оцінка технології вирощування пшениці ярої у стаціонарному польовому досліді показує, що при застосуванні добрив коефіцієнт енергетичної ефективності був середнім (у межах 4-6) за прийнятою шкалою. У варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни коефіцієнт енергетичної ефективності становив 5,9, у варіанті N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни - 4,8. При застосуванні одинарної норми мінеральних добрив N₈₀P₈₀K₈₀ без післядії органічних коефіцієнт енергетичної ефективності склав 5,6.

У короткотривалих польових дослідах коефіцієнт енергетичної ефективності також був досить високим. У варіанті N₄₅P₄₀K₃₀ він становив 10,9; у варіанті N₉₀P₈₀K₆₀ 9,4 при значенні цього показника у варіанті без внесення добрив 7,1. При застосуванні у позакореневе підживлення добрива акварин №5 коефіцієнт енергетичної ефективності склав 4,1, добрива кристалон особливий - 3,2 при значенні цього показника у варіанті без добрив 6,9. Це свідчить про біоенергетичну доцільність застосування даних норм добрив.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі вивчено питання агрохімічної оцінки застосування нових видів добрив при вирощуванні пшениці ярої, дослідження з впливу тривалого застосування добрив на показники родючості лучно-чорноземного карбонатного ґрунту та продуктивність пшениці ярої.

1. Внесення добрив N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни сприяло підвищенню врожайності пшениці ярої сорту Миронівська яра до 69,3 % при врожайності у варіанті без добрив 2,26 т/га.

2. Найкращим варіантом за використанням добрив при вирощуванні пшениці ярої сорту Соната був N₄₅P₄₀K₃₀, що дало змогу отримати врожайність 4,19 т/га при 2,69 т/га у варіанті без внесення добрив.

3. Застосування акварину №5 та кристалону особливого у позакореневі підживлення показало близьку ефективність. Використання 2 кг/га акварину №5 на фоні N₄₅P₄₀K₃₀ сприяло підвищенню якості - вмісту білка до 14,1%, а вмісту “сирої” клейковини до 28,2%.

4. Для прогнозування врожайності пшениці ярої доцільно використовувати рівняння регресії, виведені за вмістом мінерального азоту в шарі ґрунту 0-25 см у фазу кущення і врожайністю пшениці ярої: y=0,0509x+0,0025 (R²=0,938); y=0,065x-0,869 (R²=0,872), де y - врожайність пшениці ярої, т/га, x - вміст мінерального азоту в ґрунті орного шару, мг/кг. Відхилення прогнозованої врожайності від фактичної склало до 17,75%.

5. Застосування мінеральних добрив у сівозміні при вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра забезпечувало збільшення вмісту мінерального азоту, рухомого фосфору та обмінного калію у лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому ґрунті й склало у фазі кущення у орному шарі ґрунту варіанта N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни 73,9, 93,0 та 120,9 мг/кг відповідно при вмісті у варіанті без добрив (контроль) 46,5, 40,4 та 76,7 мк/кг відповідно.

6. Систематичне застосування добрив у сівозміні при вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра дало змогу отримати позитивний баланс елементів живлення: у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни: 26,6, 67,5 та 28,4 кг/га відповідно азоту, фосфору і калію та 8,5 г/га цинку, що сприяє отриманню стабільних високих врожаїв зерна пшениці ярої; баланс міді був від'ємним (-24,0 г/га) у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни, що може негативно впливати на підвищення врожайності пшениці ярої.

7. Добрива позитивно впливали на зростання величини чистої продуктивності фотосинтезу (ЧПФ), особливо у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни, де вона склала 9,59 г/м²·добу при значенні у варіанті без добрив (контроль) 7,62.

8. Найвищий умовно чистий дохід становив 573 грн/га у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га при насиченості 238 кг/га сівозміни N, P₂O₅ і K₂O. Рентабельність застосування добрив у варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни склала 57,2%.

9. Застосування водорозчинних добрив акварину №5 та кристалону особливого збільшувало умовно чистий дохід до 765 і 844 грн/га відповідно, а рентабельність склала 127,0 та 136,3% відповідно.

10. Біоенергетична оцінка технології вирощування пшениці ярої показує, що при застосуванні добрив коефіцієнт енергетичної ефективності був середнім (4-6). У варіанті N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни коефіцієнт енергетичної ефективності становив 5,9, норми добрив N₁₁₀ P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни - 4,8, що свідчить про біоенергетичну доцільність застосування таких норм добрив.

Рекомендації виробництву

1. Для отримання врожайності 4,5-5,0 т/га пшениці ярої сорту Миронівська яра на лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому ґрунті правобережного Лісостепу рекомендувати вносити мінеральні добрива у нормі N₈₀P₈₀K₈₀ при насиченості на фоні післядії 12 т гною /га сівозміни 238 кг/га N, P₂O₅ і K₂O.

2. Рекомендувати застосовувати у позакореневе підживлення акварин №5 на IV та VII етапах органогенезу у нормі 2 кг/га на фоні основного удобрення N₄₅P₄₀K₃₀, що сприяє отриманню конкурентоздатного продовольчого зерна пшениці ярої високої якості.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Городній М. М., Богданець В. А. Ефективність добрив при вирощуванні ярої пшениці на лучно-чорноземному ґрунті в Правобережному Лісостепу // Збірник наукових праць ННЦ “Інститут землеробства УААН”- К.: ЕКМО, 2006. - Випуск 3-4. - С. 18-21 (аналіз наукових літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів).

2. Городній М. М., Мазуркевич Л. І., Кудрявицька А. М., Богданець В. А., Павлюк С. Д. Вплив мінеральних добрив на продуктивність ярих колосових культур // Збірник наукових праць Національного наукового центру “Інститут землеробства УААН” (спецвипуск). - К.: ЕКМО, 2006. - С. 215-220 (аналіз наукових джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів по пшениці ярій).

3. Городній М. М., Грищенко О. В., Богданець В. А., Павлюк С. Д. Діагностика живлення зернових і зернобобових культур і стратегія їх удобрення // Вісник Харківського національного аграрного університету ім. В. В. Докучаєва, 2006.- №6. - С.120-124 (аналіз наукових джерел, проведення досліджень, узагальнення результатів по пшениці ярій).

4. Богданець В. А. Використання математичних моделей для прогнозування врожайності пшениці ярої // Наукові доповіді Національного аграрного університету, 2007. - № 1(6). - Режим доступу: http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/nd/2007-1/07bvaswy.pdf

5. Городній М.М., Богданець В.А., Білера Н.М. Агрохімічне оцінювання нових видів добрив та їх вплив на продуктивність пшениці ярої // Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур - у виробництво. Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених. 23-25 листопада 2004 року. Чабани. - К.: ЕКМО, 2004. - С.39-40 (аналіз наукових літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів).

6. Городній М.М., Павлюк С.Д., Богданець В.А., Грищенко О.В. Вплив добрив нового покоління на продуктивність ярого тритикале, ярої пшениці та гороху // Теорія і практика розвитку АПК: Міжнародний науково- практичний форум, 19-20 вересня 2006 р.-Т. 1.- Львів: Львівський державний аграрний університет, 2006. - С. 92-97 (аналіз наукових літературних джерел, проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів по пшениці ярій).

7. Городній М. М., Богданець В. А., Павлюк С. Д., Генгало О. М. Удосконалені технології вирощування зернових культур з використанням нових нетрадиційних добрив // Вчені НАУ - виробництву. Бюлетень завершених наукових розробок. - 2006. - №1.- С.4 (проведення експериментальних досліджень по пшениці ярій).

8. Городній М. М., Бикін А. В., Гончар О. М., Богданець В. А. Підвищення продуктивності ярої пшениці сорту Соната за оптимізації мінерального живлення в зоні Північного Лісостепу // Вчені НАУ - виробництву. Бюлетень завершених наукових розробок. - 2007. - №2 (4).- С.16 (проведення експериментальних досліджень).

9. Городній М. М., Самохвал Є. Г., Павлюк С. Д., Богданець В. А. Прогнозування вмісту білка в зерні ярої пшениці та тритікале // Вчені НАУ - виробництву. Бюлетень завершених наукових розробок. - 2007. - №2 (4).- С.27 (проведення експериментальних досліджень, аналіз результатів по пшениці ярій).

АНОТАЦІЇ

Богданець В.А. Агрохімічна оцінка нових видів добрив та продуктивність пшениці ярої на лучно-чорноземному ґрунті Правобережного Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.04 - агрохімія. Національний аграрний університет, Київ, 2007.

Результати досліджень показали, що тривале застосування мінеральних добрив на фоні післядії гною (12т/га сівозмінної площі) у зернобуряковій сівозміні сприяє значному поліпшенню агрохімічних властивостей ґрунту, накопиченню сухої біомаси рослинами, збільшенню чистої продуктивності фотосинтезу та підвищенню врожайності та якості зерна.

На лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Правобережного Лісостепу України на фоні основного внесення добрив проводили позакореневе підживлення рослин комплексними водорозчинними добривами кристалон особливий та акварин №5 на IV етапі органогенезу (на початку виходу рослин у трубку) і на VII етапі органогенезу (у фазі завершення виходу в трубку та початку колосіння) на фоні основного удобрення N₄₅P₄₀K₃₀. Ці заходи підвищують врожайність до 4,0-4,58 т/га зерна першого-другого класу якості.

Визначено економічну та енергетичну ефективність тривалого застосування добрив у сівозміні та їх безпосереднього внесення, позакореневого підживлення кристалоном особливим і акварином №5 на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Правобережного Лісостепу України.

Ключові слова: пшениця яра, добрива, позакореневе підживлення, елементи живлення, агрохімічні властивості ґрунту, урожайність, якість зерна, ефективність добрив.

Богданец В.А. Агрохимическая оценка новых видов удобрений и продуктивность пшеницы яровой на лугово-чорноземной почве Правобережной Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.04 - агрохимия. Национальный аграрный университет, Киев, 2007.

Результаты исследований свидетельствуют, что длительное применение минеральных удобрений на фоне последействия навоза (12т/га площади севооборота) в зерносвекловичном севообороте содействует существенному улучшению агрохимических свойств почвы, балансу питательных веществ, накоплению сырой биомассы растений, что и обеспечивает возрастание чистой продуктивности фотосинтеза и увеличение урожайности.

Экспериментально обосновано целесообразность применения под пшеницу яровую на лугово-чорноземной карбонатной почве внекорневых подкормок комплексными удобрениями акварин №5 и кристалон особый на фоне основного внесения удобрений в норме N₄₅P₄₀K₃₀ как действенного приема повышения урожайности пшеницы яровой на 0,2-0,3 т/га до 4,5 т/га и повышения качества зерна до 1-2-го класса. При длительном применении удобрений достигнуто повышение содержания азота, фосфора и калия в почве, что дает возможность получать стабильные урожаи 4,0-4,5 т/га конкурентоспособного продовольственного зерна пшеницы яровой высокого качества. лісостеп агрохімічний пшениця миронівський

Применение минеральных удобрений в севообороте при выращивании пшеницы яровой сорта Мироновская яровая обеспечило повышение содержания минерального азота, подвижного фосфора и обменного калия в лугово-черноземной карбонатной грубопылевато-легкосуглинистой почве и составило в фазе кущения в пахотном слое почвы варианта N₈₀P₈₀K₈₀ на фоне последействия 12 т навоза на 1га севооборота 73,9, 93,0 и 120,9 мг/кг соответственно при содержании в варианте без удобрений (контроль) - 46,5, 40,4 и 76,7 мк/кг соответственно.