Агроекологічна ефективність захисно-стимулюючих сумішей природного походження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

УДК 631.95:63.54:633:631.531.17

АГРОЕКОЛОГІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАХИСНО-СТИМУЛЮЮЧИХ СУМІШЕЙ ПРИРОДНОГО ПОХОДЖЕННЯ

Спеціальність 03.00.16 - екологія

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

ПАЛАПА Надія Василівна

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис

Дисертаційна робота виконана в Інституті агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук

Науковий керівник - кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, Козлов Микола Васильович, Інститут агроекології та біотехнології УААН, провідний науковий співробітник лабораторії інформаційно-нормативного забезпечення агрохімслужби

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, Бердніков Олександр Михайлович, Чернігівський інститут агропромислового виробництва

- кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник, Коломієць Лариса Петрівна, Інститут землеробства УААН

Провідна установа - Полтавська державна аграрна академія Міністерства аграрної політики України

Захист відбудеться 18.02.2003 року о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 в Інституті агроекології та біотехнології УААН за адресою: 03143, м.Київ - 143, вул.Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту агроекології та біотехнології УААН

Автореферат розісланий 17.01.2003 року

Вчений секретар спеціалізованої вченої Заякіна Г.В.

ради, старший науковий співробітник

насіння стимулюючий органогенез енергоресурсозберігаючий

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Необхідність проведення досліджень з розробки енергоресурсозберігаючої технології збагачення насіння сільськогосподар-ських культур основними макро- і мікроелементами обумовлена стрімким падінням виробництва і застосування мінеральних добрив в Україні та відсутністю в державі промислових підприємств, що виробляють плівкоутворювачі, насамперед, натрієву сіль карбоксилметилцелюлози (NаКМЦ) і полівініловий спирт (ПВС), які раніше завозилися з-за кордону, але наразі їх поставки в Україну припинено. У зв'язку з цим перед сільськогосподарською наукою виникло надзвичайно актуальне завдання - знайти альтернативну сполуку NаКМЦ і ПВС, яка б за ефективністю не поступалася традиційним плівкоутворювачам.

Результати багаторічних досліджень показали, що такою речовиною може бути захисно-стимулююча суміш природного походження (ЗСС), синтезована Інститутом хімії поверхні НАН України за нашою участю.

У дисертаційній роботі докладно висвітлено еколого-агрохімічну ефективність застосування препарату ЗСС.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи входила до тематичного плану НДР Інституту агроекології та біотехнології УААН і виконувалась як складова частина завдання “Розробити для умов біологічного землеробства ресурсозберігаючу технологію збагачення насіння макро- і мікроелементами з використанням ЗСС"

Мета і завдання досліджень. Головна мета - дослідити агроекологічну ефективність нового, збагаченого поживними елементами плівкоутворювача, при використанні його для передпосівної обробки насіння методом “сухої” інкрустації. Для досягнення мети вирішувались наступні завдання:

1) обгрунтувати елементно-компонентний склад та визначити оптимальні норми застосування препарату для передпосівної обробки насіння основних сільськогосподарських культур з урахуванням їх біологічних особливостей;

2) дослідити вплив ЗСС на схожість та енергію проростання насіння, розвиток кореневої системи і наземних вегетативних органів рослин на початкових етапах органогенезу;

3) визначити вплив ЗСС на інтенсивність розвитку і шкодочинність основних хвороб озимої пшениці;

4) дати оцінку впливу ЗСС, традиційних плівкоутворювачів та мінеральних добрив на продуктивність рослин ячменю у вегетаційному досліді;

5) дослідити агроекологічну ефективність препарату шляхом визначення його впливу на урожай і якість зерна, коефіцієнти використання поживних речовин грунту і мінеральних добрив, їх біоенергетичну ефективність і затрати на одержання одиниці приросту врожаю та стан екологічної рівноваги в балансі поживних елементів у системі “грунт-рослина”;

6) провести виробничу апробацію та розробити енергоресурсозберігаючу технологію обробки насіння захисно-стимулюючими сумішами природного походження.

Об'єкт досліджень - сільськогосподарські культури.

Предмет досліджень - захисно-стимулюючі суміші природного походження і мінеральні добрива.

Методи досліджень. Оскільки ЗСС є не тільки новим багатокомпонентним добривом комплексної дії, але й альтернативним плівкоутворювачем, ефективність його досліджувалась за повною науково-методичною схемою - лабораторні досліди, вегетаційні, вегетаційно-польові дрібноділяночні, тимчасові й напівстаціонарні польові та виробничі досліди.

Лабораторні досліди проводилися за стандартною методикою відповідно до ДСТУ 12038-84, польові - за методикою Б.Л.Доспєхова при дотриманні ОСТу 10106-87; рН сольової витяжки грунту визначався за ГОСТом 26483-85; гідролітична кислотність - за Капеном; вміст гумусу в грунті - методом І.В.Тюріна в модифікації ЦІНАО; азот, що легко гідролізується - за Корнфілдом; рухомий фосфор та обмінний калій - за методом Чірікова з наступним визначенням вмісту фосфору на фотоелектроколориметрі КФК-2-УХЛ 4.2; калію - на полум'яному фотометрі FLAPHO 4.

Показники якості зерна визначалися методом інфрачервоної спектрофотометрії на приладі “NEOTEC-4250”.

Ураженість рослин хворобами визначалась за методикою Інституту захисту рослин УААН. Розрахунки коефіцієнтів використання озимою пшеницею поживних речовин грунту і мінеральних добрив проведено методами ЦІНАО і ВІДА, а балансу біогенних елементів у системі “грунт-рослина” за методичними вказівками Інституту землеробства та ІГА УААН. Біоенергетичну ефективність ЗСС і добрив розраховано за інструкцією ЦІНАО. Cтатистичну обробку експериментальних даних здійснено методом дисперсійного аналізу за Б.Л.Доспєховим.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше досліджено агроекологічну ефективність нової захисно-стимулюючої багатокомпонентної удобрювальної суміші природного походження, створеної на основі адгезиву SіО₂, солей основних макро- і мікроелементів, включених до її складу з урахуванням вимог і фізіолого-біологічних особливостей сільгоспкультур. Визначено клас екотоксичності препарату, норми його застосування, вплив на коефіцієнти використання рослинами поживних речовин грунту і мінеральних добрив при різних дозах і способах їх внесення, урожай і якість зерна, нормативи затрат мінеральних добрив на формування одиниці приросту врожаю, баланс елементів мінерального живлення озимої пшениці в системі “грунт-рослина” та біоенергетичну ефективність добрив.

За результатами проведених досліджень вперше розроблено проект КНД “Енергоресурсозберігаюча технологія обробки насіння захисно-стимулюючими сумішами природного походження”.

Практичне значення отриманих результатів. Внаслідок виконання досліджень апробовано та рекомендовано сільськогосподарському виробництву новий високоефективний захисно-стимулюючий та удобрювальний засіб, який за компонентним складом, властивостями, екологічністю, технологією застосування, показниками енергоресурсозбереження, ефективності та собівартості має суттєву перевагу над традиційними плівкоутворювачами - NаКМЦ та ПВС і може бути застосований приблизно на 6 млн.га, в тому числі на землях із середнім і низьким вмістом мікроелементів, у системах біологічного землеробства та спеціальних сировинних зонах по вирощуванню екологічно чистих урожаїв з метою виробництва продуктів дитячого та дієтичного харчування. Впровадження отриманих результатів дозволяє забезпечити підвищення продуктивності сільськогосподарських культур на 10-15% та отримання сталих урожаїв, що відповідають стандартам високої якості.

Особистий внесок здобувача. Проведення польових і лабораторних досліджень, обробка та аналіз експериментальних даних, участь у розробці рекомендацій виробництву з технології використання нового препарату.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертаційної роботи та результати досліджень доповідались і обговорювались на міжнародній науковій конференції “Сучасні проблеми охорони земель” (Київ, 1997), міжнародному симпозіумі “Агроекологічні і економічні проблеми хімізації АПК України” (Умань, 1997), науковій конференції “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення” (Київ, 1998), науково-практичному семінарі “Вчимося господарювати” (Київ-Чабани, 1999), міжнародній науковій конференції “Сталий розвиток агроекосистем” (Вінниця, 2002)

Публікація результатів досліджень. За результатами досліджень по темі дисертаційної роботи опубліковано 9 наукових праць, у т.ч. одноосібно - 6, у співавторстві 3.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, 9-ти розділів, висновків та рекомендацій виробництву, списку використаних джерел. Робота викладена на ___ стор. машинописного тексту, містить __ таблиць, __ рисунків, __ додатків. Список літератури включає 159 найменувань вітчизняних і 13 найменувань зарубіжних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Ефективність різних плівкоутворювачів та нетрадиційних засобів хімізації підвищення продуктивності рослин (огляд літератури). У розділі наведений короткий огляд стосовно різних плівкоутворювачів, які містять у своєму складі макро- і мікроелементи, регулятори росту, пестициди і інші інгредієнти та їх вплив на схожість насіння, енергію проростання, ріст і розвиток рослин, урожай та його якість.

Місце, умови та методика проведення досліджень. Місце проведення лабораторних досліджень - Інститут агроекології та біотехнології УААН (лабораторія екологічних проблем використання добрив) та Національний аграрний університет (кафедра агрохімії і якості сільськогосподарської продукції). Вегетаційний дослід проводився у вегетаційному будиночку Інституту землеробства УААН (лабораторія фізіології рослин), вегетаційно-польові дрібноділяночні - в колишніх радгоспах “Заплавний” Броварського, та “Рославичі” Васильківського районів Київської області; напівстаціонарний і тимчасові польові досліди - на Носівській селекційній дослідній станції ІАБ УААН, в дослідному господарстві “Копилово” Інституту землеробства УААН, на дослідному полі Інституту агроекології та біотехнології УААН в КСП АФ “ДАНКО” Васильківського району Київської області та в інших господарствах і на дослідних полях інститутів-співвиконавців НТП “Агроекологія”.

Виробничу перевірку ефективності передпосівної обробки насіння сільськогосподарських культур препаратом здійснено на базі колишніх радгоспів “Совки” і “Шпитьківський” Києво-Святошинського району, в колгоспі “Радянська Україна” Обухівського району Київської області, радгоспі ім.60-річчя Радянської України Білозерського району, в радгосп-технікумі рисової дослідної станції ІГМ УААН Голопристанського району Херсонської області та в колгоспі ім.Щорса Любашівського району Одеської області.

Умови проведення польових дослідів характеризувалися різноманіттям грунтів, їх типовістю для основних природно-сільськогосподарських зон, в господарствах яких проведена переважна більшість дослідів, значним коливанням метеорологічних умов по роках, використанням на дослідних ділянках районованих сортів, гібридів і рекомендованих агротехнологій.Польові, вегетаційні і лабораторні дослідження проводилися згідно загальноприйнятих методик.

Основним та найбільш інформативним є напівстаціонарний польовий дослід лабораторії екологічних проблем використання добрив, проведений на Носівській селекційній дослідній станції Інституту агроекології та біотехнології УААН.

Характеристика нових захисно-стимулюючих сумішей природного походження та визначення їх оптимальних норм

Теоретичне обгрунтування адсорбційної здатності високодисперсних форм кремнезему. У зв'язку з тим, що наповнювачем захисно-стимулюючих сумішей є пірогенний кремнезем, подається коротке обгрунтування адсорбційної здатності його високодисперсних форм, біологічні та медичні аспекти застосування як носія для біологічних і лікарських препаратів.

Фізичні властивості. ЗСС - тонкодисперсний порошок біло-рожевого або світло-сірого кольору, який отримують шляхом механічного диспергування МАС-200, АМ-1-300 з агрохімічними засобами, пестицидами, регуляторами росту та іншими інгредієнтами. Функцію наповнювача і адгезиву виконує пірогенний кремнезем, адсорбуюча поверхня якого 250-380 м² на 1 грам речовини. Інші компоненти є удобрювальними або захисно-стимулюючими речовинами. В результаті їх механічного перемішування отримують сильно роздрібнену масу SіО₂ та інших речовин з розміром часток в декілька ангстрем. При змішуванні з насінням сільськогосподарських культур вони заповнюють мікроструктури плодової або насінневої оболонки, покриваючи його захисно-стимулюючою плівкою.

Компонентний склад ЗСС. На відміну від традиційних рідинно-фазних плівкоутворювачів NаКМЦ і ПВС, захисно-стимулюючі багатокомпонентні суміші природного походження (ЗСС) - складні порошкоподібні речовини, що застосовуються методом “сухої” інкрустації насіння. Як наповнювач і адгезив для їх виготовлення використовується пірогенний кремнезем (20-30%), до якого шляхом механічного диспергуваня додаються 65-80% мінеральних добрив, у тому числі 0,5-3,0% солей мікроелементів. Крім вказаних компонентів до складу ЗСС при необхідності можна додавати пестициди, регулятори росту і інші фізіологічно активні речовини. Елементно-речовинний склад і співвідношення окремих компонентів ЗСС формується з урахуванням фізіологічних вимог сільськогосподарських культур і грунтово-кліматичних особливостей їх вирощування.

Еколого-токсикологічна шкодочинність. За оцінкою МОЗ, Державної міжвідомчої комісії України у справах випробувань і реєстрації засобів захисту та регуляторів росту рослин і добрив при Кабінеті Міністрів, ЗСС відносяться до речовин IV класу токсичності (як і мінеральні добрива). Але на відміну від останніх вони містять “гомеопатичні” кількості агрохімікатів. Норми внесення їх на 1 га в декілька разів менші порівняно з традиційними способами застосування агрохімічних засобів, тому хімічний тиск на агроценози при використанні ЗСС практично відсутній. У зв'язку з цим вони вважаються екологічно чистими добривами, не шкідливими для тварин і здоров'я людини.

Крім того, адгезив високодисперсного порошку двоокису кремнію використовується в фармацевтичній промисловості для виготовлення ліків POLISORBUM MP i SILARDUM P, які застосовуються при лікуванні гострих кишкових захворювань, вірусного гепатиту, атеросклерозу. Вони виводять з організму радіонукліди, а також солі важких металів.

Визначення оптимальних норм ЗСС для обробки насіння основних сільськогосподарських культур. Кількість препарату для обробки насіння методом “сухої” інкрустації залежить від його компонентного складу, а головне - від частки в складі ЗСС адгезиву, який виконує дві функції - наповнювача та прилипателя.

В процесі механічного перемішування ЗСС з насінням, до нього прилипає певна кількість препарату, маса якого залежить від розміру, форми, морфоботанічної будови оболонки та вологості насіння.

В лабораторних умовах її можна встановити ваговим методом. Експериментальним шляхом нами визначено оптимальні норми застосуваня ЗСС для передпосівної обробки насіння 33-х сільськогосподарських культур і встановлено, що процент прилипання ЗСС варіює в досить широкому інтервалі - від 0,12 до 3,0% маси насіння.

Модифіковані марки ЗСС, які отримані за більш високою технологією, дозволяють зменшити норму витрат препарату до 0,05-0,10 кг/га без зниження його агрономічної ефективності. Це значний ресурсозберігаючий ефект, що сприяє сталому функціонуванню агроекосистем, їх екологічно доцільній продуктивності, підвищенню якості врожаю сільгоспкультур при мінімальних витратах ресурсів землеробства.

Вплив ЗСС на схожість насіння, ріст і розвиток рослин на ранніх етапах органогенезу. Дослідження проводилися з озимою пшеницею, ячменем, кукурудзою, горохом, цукровим буряком, льоном-довгунцем. Крім ЗСС, насіння сільськогосподарських культур оброблялось окремо аеросилом, NаКМЦ і ПВС - традиційними препаратами, найбільш поширеними в сільськогосподарській практиці.

В переважній більшості дослідів з різними сільськогосподарськими культурами, не виявлено негативної дії ЗСС на схожість насіння, ріст паростків і корінців, накопичення молодими рослинами органічної речовини. Особливо помітним він був при використанні низькокондиційного насіння, коли застосування ЗСС підвищувало енергію проростання і лабораторну схожість, наприклад, озимої пшениці на 20-30%. Цей прийом можна використати як ефективний спосіб підвищення кондиційності насінневого матеріалу.

Дослідами в екстремальних умовах показано, що насіння кукурудзи, оброблене ЗСС, можна висівати на декілька днів раніше оптимальних строків, отримуючи нормальні сходи і значний приріст урожаю.

Ефективність ЗСС у вегетаційному досліді. Для проведення вегетаційного досліду з метою виявлення удобрювальних властивостей препарату ЗСС було вибрано ячмінь - культуру, що має дуже високу чутливість до незначних змін у поживному режимі.

У досліді з ячменем не виявлено позитивного впливу ЗСС-1я на схожість насіння, але новий препарат помітніше, ніж традиційні плівкоутворювачі, стимулював ріст молодих паростків, кореневої системи і накопичення рослинами органічної речовини, особливо на фоні повного мінерального добрива (N₁₅₀Р₁₀₀К₁₀₀ г/посудину), що в кінцевому підсумку забезпечило його більш високу ефективність за показником виходу зерна з однієї посудини, який під впливом ЗСС-1я збільшився на 21,1%, NаКМЦ - на 15,58 і ПВС - на 18,83%. Однак незначна різниця між наведеними даними свідчить не про явну перевагу ЗСС-1я над рідинно-фазними плівкоутворювачами, а, скоріш, про позитивну тенденцію в дії препарату на продуктивність ячменю, що можна пояснити введенням до складу NаКМЦ і ПВС солей макро- та мікроелементів за рецептурою ЗСС-1я, які сприяли підвищенню продуктивності рослин.

Частка ЗСС-1я у формуванні продуктивної частини врожаю ячменю в умовах “in vitro” залежала від агрохімічного фону: на низько родючому сірому опідзоленому грунті вона була найбільшою - 22,6%, а частка грунту за таких умов дорівнювала 77,4% (рис.1). На фоні мінеральних добрив роль ЗСС-1я знизилась до 17,43, грунту - до 27,05, проте частка добрив сягнула максимального рівня ефективності - 55,52%, що очевидно зумовлено позитивним впливом мікроелементів препарату на використання рослинами поживних речовин добрив.

Ефективність ЗСС у напівстаціонарному та тимчасових польових дослідах

Зв'язок між особливостями погодних умов, рівнем родючості грунту та агрономічною ефективністю ЗСС при комплексному застосуванні з іншими засобами хімізації. Агрономічна ефективність ЗСС залежала від погодних умов весняного періоду вегетації озимої пшениці. За умов гострого дефіциту вологи приріст урожаю зерна був мінімальний - 1,7 ц/га - на контролі та 1,3 ц/га - на удобрених варіантах; при достатній кількості опадів величина додаткового врожаю збільшилась на 2,9 і 2,3 ц/га відповідно; надлишок опадів навесні, як і їх дефіцит, знижував ефективність препарату до 2,6 та 1,5 ц/га (при сумі опадів у квітні-травні 2,71 норми), що особливо було помітно на удобрених варіантах, де спостерігалось сильне вилягання рослин.

Приріст урожаю по роках варіював у межах 1,7-3,3 ц/га на контролі та 1,3-2,6 ц/га - на удобрених фонах.

Найбільш висока позитивна дія мінеральних добрив на якість зерна проявлялась у вологому році, коли вміст білку порівняно з абсолютним контролем збільшився з 10,20 до 13,24%, а сирої клейковини з 22,90 до 29,60% (табл.1). Інші засоби хімізації не мали суттєвого впливу на відносні показники якості зерна, але мали позитивну тенденцію до незначного збільшення виходу протеїну з 1 га.

В умовах виробництва зазначена різниця була більш істотною, оскільки у виробничих дослідах захисно-стимулююча суміш забезпечувала удвічі більший приріст урожаю, ніж у польових дрібноділяночних. Проте в останніх агроефект препарату поступово знижувався по мірі зростання доз мінеральних добрив від 45 до 90 кг/га кожної діючої речовини, але на фоні 180 - 270 кг/га фосфору і калію він знову зростав. Очевидно, це пояснюється розбалансованістю між основними елементами мінерального живлення рослин, яка оптимізується під впливом мікроелементів, що містяться в препараті.

У господарствах, де рівень агротехніки був значно нижчий, ніж на дослідних ділянках, ЗСС забезпечувала значно вищі прирости врожайності: озимої пшениці - 7,8 ц/га, кукурудзи м.в.с. - 48, кукурудзи на зерно - 9,0 ц/га

Винос поживних елементів урожаєм озимої пшениці.З підви-щенням доз мінеральних добрив збільшувався винос поживних речовин відповідно росту врожайності основної і побічної продукції.

Під впливом ЗСС, загальний господарський винос поживних речовин зростав по різних варіантах досліду в межах 3-7%.

Аналогічні дані отримані при застосуванні засобів захисту рослин, які збільшували загальногосподарський винос на 10-23 кг/га або на 3-10%.

Таблиця 1 Урожай і якість зерна озимої пшениці (напівстаціонарний дослід, Носівська СДС ІАБ УААН)

№ вар.	Варіанти досліду	Фон	Урожай зерна, ц/га по роках за умовами зволоження	Вміст білку, % по роках за умовами зволоження
			норм.	пере-	посу-	норм.	пере-	посу-
				звол.	шлив.		звол.	шлив.
		0	44,4	53,4	41,3	12,65	10,20	12,17
1	Контроль	ЗСС	47,3	56,0	43,0	12,28	12,21	12,21
		ЗХЗ	49,5	58,7	43,7	12,31	10,26	12,16
	III e.	Д	56,0	56,6	46,1	13,08	13,03	13,25
2	N60P90K90 + N30	Д+ЗСС	57,8	57,3	45,6	13,02	12,25	13,24
		Д+ЗХЗ	60,2	58,6	49,8	13,00	12,20	13,20
	III e.	Д	56,6	57,1	46,2	12,77	12,57	12,98
3	N30P90K90 + N60	Д+ЗСС	58,6	58,1	47,2	12,94	12,18	12,99
		Д+ЗХЗ	60,3	59,2	49,7	12,52	12,10	12,73
	III e. V e.	Д	57,8	57,5	47,3	12,65	13,19	13,40
4	P90K90 + N30 + N60	Д+ЗСС	59,7	58,8	48,6	13,12	12,17	13,56
		Д+ЗХЗ	61,3	59,7	50,3	12,98	12,10	13,30
	V e.	Д	52,9	58,2	45,6	12,51	13,24	13,52
5	P45K45 + N45	Д+ЗСС	55,6	60,0	47,2	13,06	13,20	13,82
		Д+ЗХЗ	56,7	61,0	48,5	13,00	12,60	13,70
	III e. V e.	Д	58,2	57,7	47,4	12,98	13,14	13,87
6	P90K90 (лок.) + N30 + N60	Д+ЗСС	60,3	58,8	48,8	13,12	13,56	13,80
		Д+ЗХЗ	62,2	60,0	50,6	13,00	13,62	13,30
	III e. V e.	Д	57,3	57,9	47,2	13,04	13,14	13,25
7	P60K60 (лок.) + N30 + N60	Д+ЗСС	59,6	59,4	48,9	13,11	12,74	13,33
		Д+ЗХЗ	61,0	60,8	50,7	13,02	12,71	13,12
	III e. V e.	Д	60,9	59,6	48,3	12,22	12,90	11,81
11	P180K180 + N30 + N60	Д+ЗСС	64,0	61,6	50,1	12,32	13,61	11,53
		Д+ЗХЗ	64,2	63,3	51,5	12,25	12,83	11,12
	III e. V e.	Д	61,6	61,1	48,4	11,94	13,10	11,56
12	P270K270 + N30 + N60	Д+ЗСС	64,1	63,5	50,5	12,30	13,67	11,34
		Д+ЗХЗ	64,6	65,3	51,4	12,13	13,57	11,22
	Д	57,7	58,2	47,1	12,65	12,72	12,87
В середньому по досліду	Д+ЗСС	60,0	59,7	48,4	12,81	12,84	12,87
	Д+ЗХЗ	61,3	61,0	50,3	12,69	12,44	12,65
	Д	2,3	2,1	2,3
НІР095, ц/га	ЗСС	2,2	2,2	2,4
	ЗХЗ	2,3	2,9	2,9
	Д	1,39	1,20	1,62
Sx-, %	ЗСС	1,2	1,24	1,65
	ЗХЗ	1,30	1,43	1,98

Примітка: 0 - абсолютний контроль; Д - добрива; ЗСС - захисно-стимулючі суміші; ЗХЗ - засоби хімічного захисту рослин.

Вплив ЗСС на коефіцієнти використання поживних речовин грунту і мінеральних добрив. Середні коефіцієнти використання рослинами фосфору і калію з грунту становили 9,3 і 29,6%, змінюючись по роках з 8,9 до 9,8% Р₂О₅ та 29,2-30,2% К₂О. Середньорічний показник використання азоту озимою пшеницею дорівнював 24,7%. У сприятливому за зволоженням році він збільшився до 25,6%. Аналогічну тенденцію відмічено відносно фосфору і калію.

Під впливом ЗСС використання азоту грунту підвищилось на 2,4, фосфору - на 0,5, калію - на 1,8%, що пояснює природу позитивного впливу препарату на продуктивність сільгоспкультур.

Коефіцієнти використання поживних елементів з мінеральних добрив змінювались залежно від їх доз. Між ними відмічена зворотня залежність - із зростанням доз коефіцієнти знижувались

З мінеральних добрив поживні елементи засвоювались гірше, ніж з грунту, що зумовлено зниженням ефективності ЗСС на підвищених і високих агрохімічних фонах.

Нормативи затрат мінеральних добрив на формування одиниці врожаю. Затрати мінеральних добрив на одержання 1 т зерна на перспективному варіанті досліду з озимою пшеницею Р₆₀К₆₀ (лок.) + N₆₀ (V е.) в середньому за 3 роки становили 11,1 кг N, Р₂О₅ і К₂О при врожайності 54,1 ц/га. На фоні внесення Р₄₅К₄₅ + N₄₅ (V e.) затрати мінеральних добрив знизились до 8,6 кг кожної діючої речовини. На варіанті Р₉₀К₉₀ (лок.) + N₃₀ (III e.) + N₆₀ (V e.) спостерігалось зростання зазначених показників до 16,5 кг. Періодичне внесення високих доз міндобрив Р_180-270К_180-270 + N₃₀ (III e.) + N₆₀ (V e.) обумовило подальше зростання витрат діючих речовин до рівня 79,9-110,5 кг. В умовах досліду спостерігалась раніше виявлена закономірність - із збільшенням доз добрив відбувається зростання їх затрат на одиницю врожаю.

Захисно-стимулюючі суміші і засоби хімічного захисту рослин практично не впливали на показники затрат мінеральних добрив на одиницю врожаю, діючи на рівні позитивної тенденції. Проте вони помітно зменшували витрати мінеральних добрив на формування одиниці додаткового врожаю. Зокрема, застосування ЗСС знижувало витрати добрив у середньому за три роки на 18,15% з коливанням зазначеного показника на різних варіантах досліду від 9,7 до 26,6%.

Мінеральні добрива, внесені в кількостях N₄₅Р₄₅К₄₅ та N₆₀Р₆₀К₆₀, забезпечили окупність 1 кг діючих речовин 4,30 і 4,28 кг зерна, а передпосівна обробка насіння препаратом ЗСС сприяла їх подальшому зростанню відповідно до 5,85 та 5,33 кг. На всіх інших варіантах отримані показники нижчі за норматив.

Екологічна оцінка різноудобрених агроекосистем за ступенем порушення рівноваги в балансі поживних речовин. Як свідчать 3-річні дослідження, характер балансу основних поживних елементів у досліді з озимою пшеницею змінювався по роках залежно від рівня врожайності культури, доз добрив та застосування інших засобів хімізації

На абсолютному контролі баланс поживних елементів виявився різко негативний, коливаючись по роках у межах: по азоту - від -59,5 до -70,9 (в середньому за три роки мінус 66,5); по фосфору - від -38,9 до -42,7 (41,0); по калію - від -72,9 до -75,5 (73,8) кг/га кожної діючої речовини.

Застосування ЗСС поглиблювало негативний баланс елементів на контрольних ділянках, збільшуючи вище наведені середньорічні показники на 9,4, 1,6 і 5,8 кг/га азоту, фосфору та калію.

На абсолютному контролі загальний баланс поживних елементів визначався виносом їх урожаєм, а отримані за результатами досліду абсолютні показники балансу кількісно перевищували екологічно допустиму норму: для азоту - в 5 (-13-14 кг/га), калію - 3,7 (-20-22 кг/га) разів, а негативний баланс фосфору є абсолютно недопустимий з екологічної точки зору.

Екологічна рівновага між надходженням та виносом основних поживних речовин урожаєм озимої пшениці підтримується на задовільному рівні завдяки локальному способу внесення мінеральних добрив, де показник інтенсивності балансу азоту становив 86,6%, фосфору - 159,9, калію - 88%. Зі значним наближенням до норми отримано також дані на фоні локального застосування добрив у дозі N₆₀Р₆₀К₆₀

Це дуже важливо з екологічної та економічної точки зору, оскільки локалізація добрив дає можливість зменшити їх дози на 25-30% порівняно з розкидним способом внесення.

На всіх варіантах досліду, незалежно від кількості внесених добрив, одержано від'ємні показники ефективного балансу азоту, фосфору і калію, що пов'язано з методичними особливостями їх обчислення з урахуванням коефіцієнтів використання поживних речовин, які змінювались по роках залежно від умов зволоження весняно-літнього періоду вегетації озимої пшениці і становили: для азотних і калійних добрив - 50-70, для фосфорних - 15-25%.

Вплив ЗСС на шкодочинність хвороб озимої пшениці при комплексному використанні з агрохімічними засобами та пестицидами. У напівстаціонарному досліді досліджено вплив ЗСС у комплексі з мінеральними добривами і пестицидами на інтенсивність розвитку септоріозу листя, кореневих гнилей і бурої листкової іржі озимої пшениці та їх шкодочинність (рис.2,3,4).

Встановлено, що найбільш шкодочинною хворобою озимої пшениці був септоріоз листя, інтенсивність розвитку якого в середньому по досліду становила 20,3%, тоді як ураженість рослиин коренвими гнилями не перевищувала 12,1, а бурою листковою іржею - 8,3%.

Засоби хімічного захисту рослин виявились найбільш ефективними. Під впливом вітаваксу 200 ФФ інтенсивність розвитку септоріозу листя знизилась майже на порядок - з 30,0% на контролі до 2,2-4,7% на ділянках із застосуванням пестициду.

Мінеральні добрива послаблювали розвиток септоріозу листя на 8,1 - 13,4, але посилювали ураженість рослин кореневими гнилями на 3,1-4,6%.

Передпосівна обробка насіння ЗСС підвищувала стійкість рослин проти ураження септоріозом на 8,5-8,8%.

Розрахунки свідчать про суттєві втрати урожаю зерна внаслідок розвитку хвороб, що становили: від септоріозу листя - 3,2, кореневих гнилей - 1,9 ц/га. У зв'язку зі слабким ступенем прояву бурої листкової іржі втрат урожаю від цієї хвороби не виявлено.

Біоенергетична ефективність комплексного застосування ЗСС і інших засобів хімізації. Дослідження показали, що енерговіддача від застосування засобів хімізації на всіх варіантах проведеного досліду була достатньо високою, але біоенергетичний коефіцієнт змінювався залежно від доз, способів і строків внесення мінеральних добрив.

Максимальний енергозберігаючий ефект отримано на варіанті Р₄₅К₄₅ + N₄₅, V e. ( = 1,97) та при локальному внесенні Р₆₀К₆₀ + N₆₀, V e. ( = 1,96).

Підвищення доз внесення поживних елементів до 90-180 кг/га знизило цей показник майже на 68%.

Виключення азотних добрив з основного внесення та використання їх в період весняного підживлення озимої пшениці сприяло збільшенню коефіцієнту з 1,11 до 1,33 од.

Періодичне застосування фосфорних і калійних добрив у дозах 180 і 270 кг/га д. р., розрахованих на 2-3 роки, забезпечило підвищення енергетичної ефективності добрив на 27,0 і 17,1% порівняно з варіантом N₆₀P₉₀K₉₀ + N₃₀ (III e.).

У посушливому та перезволоженому роках добрива були енергетично менш ефефктивні, але застосування ЗСС сприяло підвищенню біоенергетичного ККД в середньому на 0,34 од.

Ефективність ЗСС у виробничих умовах. Останнім і обов'язковим етапом проведення наукових досліджень, пов`язаних з випробуванням нових агрохімічних засобів є оцінка їх ефективності у виробничих умовах, у зв'язку з чим були проведені виробничі досліди з основними сільгоспкультурами-озимою пшеницею, кукурудзою, кормовим буряком, просом, рисом, капустою білокачанною.

У дослідах з озимою пшеницею, кормовим буряком і просом виявлена значна позитивна реакція цих культур на ЗСС, що забезпечило приріст урожаю відносно контролю відповідно на 14,4 25,0 і 12,7%;

Низьку чутливість до препарату виявили кукурудза на зерно при зрошенні та рис, які слабо реагували на його застосування, збільшуючи врожайність основної продукції на 3,87 та 5,60%, а капуста білокачанна - зовсім не реагувала, що очевидно можна пояснити біологічними особливостями досліджуваних культур, умовами їх вирощування та різними вимогами щодо живлення рослин.

ВИСНОВКИ

1. Експериментальні дані, отримані польовим, вегетаційним і лабораторним методами досліджень свідчать про те, що нова плівкоутворююча та багатокомпонентна удобрювальна суміш (ЗСС) природного походження має низку функціональних, технологічних і економічних переваг над традиційними плівкоутворювачами NаКМЦ і ПВС.

2. Передпосівна обробка насіння препаратом збільшувала схожість та енегрію проростання насіння основних сільськогосподарських культур в середньому на 5-10% при нормальних та на 15-25% - в екстремальних умовах пророщування.

3. Норми застосування ЗСС, встановлені лабораторно-ваговим методом, змінюються залежно від розміру, форми, морфологічної будоби оболонки та вологості насіння і для різних сільськогосподарських культур варіюють у межах 0.12-3.00% їх насінневої маси.

4. Встановлено, що ефективність препарату залежить від рівня агрохімічного фону: чим нижчий фон, тим менший приріст урожаю. Загалом його позитивний ефект оцінюється на рівні 70-80% ефективності рядкового внесення мінеральних добрив (N₁₀Р₁₀К₁₀). Водночас застосування ЗСС in vitro сприяло зростанню ефективності мінеральних добрив більше, ніж на 20%.

5. У польових дослідах з озимою пшеницею вплив ЗСС на урожай та показники його якості змінювався залежно від кількості опадів протягом вегетаційного періоду, доз, строків і способів внесення мінеральних добрив, рівня ефективної родючості грунту та агротехнічних умов вирощування культури. За посушливих і надмірно зволожених умов вегетації дія препарату знижувалась порівняно з нормальними умовами зволоження в 1.5-2 рази.

У виробничих умовах приріст урожаю від ЗСС удвічі перевищував цей показник у напівстаціонарному досліді і становив 5.1-7.8 ц/га або 11.8-16.4% порівняно з контролем.

6. Екологічна спрямованість проведених досліджень визначається тим, що ЗСС належать до найменш токсичних речовин і застосовуються в дуже низьких дозах (від 100 до 300 г/га), завдяки чому хіміко-техногенний тиск на посіви практично відсутній.

7. Застосування препарату під озиму пшеницю забезпечило підвищення коефіцієнтів використання рослинами поживних речовин грунту в умовах вологого року на 9.8% N, 0,8 Р₂О₅ і 3,1% К₂О.

Середньорічні показники затрат мінеральних добрив на формування одиниці ддодаткового врожаю знижувалися під впливом ЗСС на 18,15% з коливанням на різних варіантах досліду в інтервалі 9,7-26,6%, що істотно послаблювало агрохімічне навантаження на одиницю посівної площі.

Роздрібне внесення азоту, як і локальний спосіб застосування фосфору і калію, помітно збільшували коефіцієнти використання озимою пшеницею поживних елементів міндобрив та зменшували їх витрати на одержання одиниці додаткової продукції. Завдяки локалізації добрив, внесених у дозі N₆₀Р₆₀К₆₀, отримано такий же приріст урожаю як і при розкидному внесенні N₉₀Р₉₀К₉₀ (7,8 ц/га), а коефіцієнт енерговіддачі підвищився з 1,33 до 1,96 од. При цьому не тільки зекономлено 90 кг/га поживних речовин добрив, але й приблизно на 1/3 знизився агрохімічний тиск на агроекосистему.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

На основі результатів проведених досліджень і перевірки їх у виробничих умовах розроблено проект КНД “Енергоресурсозберігаюча технологія обробки насіння захисно-стимулюючими сумішами природного походження”, який схвалено Вченою радою інституту агроекології та біотехнології УААН та Технічною радою НВО “Украгрохім” і рекомендовано ними для впровадження у виробництво.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Созінов О.О., Козлов М.В., Лапа М.А., Тараріко Ю.О., Палапа Н.В., Цвей Я.П. Агроекологічні основи раціонального використання добрив//Зб.наук. праць “Агроекологія і біотехнологія”.- Вип.1. -К.: Аграрна наука, 1996. -С.77-96.

2. Палапа Н.В. Інкрустація насіння озимої пшениці захисно-стимулюючими сумішами природного походження// Зб. наукових праць Уманської сільськогосподарської академії. -К.: Нора-Прінт, 1997. -С.222-224.

3. Палапа Н.В. Послаблення екологічної деградації грунтів шляхом використання захисно-стимулюючих сумішей природного походження//Матер. Міждерж. наук. конф. “Сучасні проблеми охорони земель”. -К.: Б.в., 1997. -С. 144-146.

4. Проект КНД “Енергоресурсозберігаюча технологія обробки насіння захисно-стимулюючими сумішами природного походження”/Козлов М.В., Лапа М.А., Палапа Н.В., Крикунов В.Г., Тараріко Ю.О., Андрієнко В.О., Дегусаров А.Б., Цюпа В.М., Скрипник Г.Л., Цвей Я.П., Василенко М.Г., Плішко А.А., Руденко М.М., Федоров В.М., Лахненко А.М. -Біла Церква: науково-інформаційне видавництво МПП “Мустанг”, 1997. -26 с.

5. Палапа Н.В. Екологічна ефективність нових захисно-стимулюючих сумішей природного походження//Матер. наук.-метод. конф. “Сталий розвиток агроекологічних систем в умовах обмеженого ресурсного забезпечення”. -К.: Нова ера, 1998. -С.125-126.

6. Палапа Н.В. Еколого-агрохімічна та фітосанітарна ефективність захисно-стимулюючих сумішей природного походження та інших засобів хімізації//Зб.наукових праць “Агроекологія і біотехнологія”. Вип.2. -К.: Інститут агроекології та біотехнології УААН. -1998. -С.103-106.

7. Созінов О.О., Козлов М.В., Лапа М.А., Тараріко Ю.О., Палапа Н.В., Дегусаров А.Б., Саженюк А.Д., Городній М.М., Седюк А.Г., Яригіна Н.Я., Медведєв В.В., Кісіль В.І., Лактіонова Т.М., Лісовий М.В. Оцінка придатності сільськогосподарських земель України для створення екологічно чистих сировинних зон і господарств по виробництву продуктів дитячого та дієтичного харчування” //Методичні рекомендації. -К.: Вид-во Національного аграрного університету. -1998. -58 с.

8. Палапа Н.В. ЗСС - новий препарат для обробки насіння//Матеріали науково-практичного семінару молодих вчених та спеціалістів “Вчимося господарювати”. -Київ-Чабани: Нора-Прінт, 1999. -С.86-87.

9. Палапа Н.В. Вплив ЗСС на використання озимою пшеницею поживних речовин грунту і мінеральних добрив//Матеріали міжнародної конференції “Сталий розвиток агроекосистем”. Вид-во Українського фітосоціологічного центру. -Вінниця: Б.в., 2002. -С. 202-203.

АНОТАЦІЯ

Палапа Н.В. Агроекологічна ефективність захисно-стимулюючих сумішей природного походження. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Інститут агроекології та біотехнології УААН. Київ, 2003.

Дисертація присвячена вивченню ефективності передпосівної обробки насіння захисно-стимулюючою сумішшю природного походження (ЗСС), що містить у своєму складі 20-30% високодисперсного порошку SiO₂ та 70-80% солей макро- і мікроелементів.

Агроекологічна ефективність препарату вивчалась польовим, вегетаційним і лабораторним методами досліджень на фоні комплексного застосування різних доз, строків і способів внесення мінеральних добрив.

Встановлені оптимальні норми препарату для 33-х сільськогосподарських культур, досліджено вплив ЗСС на схожість і енергію проростання насіння, величину врожаю та основні показники його якості, коефіцієнти використання рослинами поживних речовин грунту і мінеральних добрив, стан екологічної рівноваги в біотичному кругообігу речовин, нормативи затрат мінеральних добрив на формування одиниці врожаю та їх біоенергетичну ефективність.

Результати проведених досліджень та апробація препарату у виробничих умовах показали, що ЗСС за агроекологічною ефективністю не поступається традиційним плівкоутворювачам, а за технологією застосування і вартістю значно переважає їх, і тому може бути рекомендований для широкого використання в сільськогосподарському виробництві.

Ключові слова: адгезив, макро- і мікродобрива, захисно-стимулюючі суміші, коефіцієнти використаня, екологічна рівновага, мінімізація хімнавантаження, біоенергетична ефективність, урожай, якість, ресурсоенергозбереження,

АННОТАЦИЯ

Палапа Н.В. Агроэкологическая эффективность защитно-стимулируюющих средств природного происхождения. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. Институт агроэкологии и биотехнологии УААН. Киев, 2003.

Диссертация посвящена изучению эффективности предпосевной обработки семян защитно-стимулирующими средствами естественного происхождения (ЗСС), содержащих 20-30% высокодисперсного порошка SiO₂ и 70-80% солей макро- и микроэлементов.

Агроэкологическая эффективность препарата изучалась полевым, вегетационным и лабораторным методами исследований на фоне комплексного применения различных доз, сроков и способов внесения минеральных удобрений.

Определены оптимальные нормы препарата для 33-х сельскохозяйственных культур, исследовано влияние ЗСС на всхожесть и энергию прорастания семян, величину урожая и основные показатели его качества, коэффициенты использования растениями питательных элементов почвы и минеральных удобрений, экологическое равновесие в малом круговороте веществ, нормативы затрат минеральных удобрений на получение единицы урожая, их биоэнергетическую эффективность.

Результаты проведенных исследований, а также апробация препарата в условиях производства показали, что ЗСС по своей эффективности не уступает традиционным пленкообразователям, а в технологическом и экономическом отношении значительно превосходит их и поэтому может быть рекомендован для широкого внедрения в сельскохозяйственном производстве.

Ключевые слова: адгезив, макро- и микроудобрения, защитно-стимулирующие средства, коэффициенты использования, экологическое равновесие, минимизация химнагрузки, биоэнергетическая эффективность, урожай, качество, ресурсоэнергосбережение.

SUMMARY

Palapa N.V. Agroecological efficiency of the protective-stimulating mixtures of a natural origin. The manuscript.

Dissertation on competition of a scientific degree of the agricultural sciences candidate on a speciality 03.00.16 - ecology. Institute of the agroecology and biotechnology UAAS. Kiev, 2003.

The dissertation is devoted to study of the presowing cultivation seeds efficiency by protective-stimulating mixtures of a natural origin (PSM), containing 20-30 % of high detachable powder SiO2 and 70-80 % of salts macro- and micronutrients.

The agroecological efficiency of a preparation was studied field, greenhouse and laboratory methods of researches on a background of complex application of various dozes, terms and ways of mineral fertilizers entering.

The optimum norms of a preparation for 33 agricultural cultures are determined, the influence PSM on germination and energy of germination seeds, size of a crop and basic parameters of its quality, operating ratios by plants of nutritious elements of ground and mineral fertilizers, ecological balance in small circulation of substances, specifications of expenses of mineral fertilizers on reception of a crop unit , their biopower efficiency is investigated.

The results of the spent researches, and also approbation of a preparation in conditions of manufacture have shown, that PSM on the efficiency does not concede by traditional filming agents, and in the technological and economic relation considerably surpasses them and consequently can be recommended for wide introduction in agricultural manufacture.

Key wоrds: adhesive, macro- and micronutrients, protective-stimulating mixtures, using coefficients, ecological balance, minimal chemical assignment, bioenergetic efficiency, yield, quality, resource and energy preservation.

Размещено на Allbest.ru