УДК: 631.8:633.41/44 [477]

06.01.04 - агрохімія

Загальна характеристика роботи

розрахувати баланс азоту і калію в сівозміні;

вивчити агроекологічний стан ґрунту за тривалого застосування добрив;

провести аналіз впливу різних норм добрив на процеси росту, розвитку і формування урожаю рослин цукрових буряків і його показники якості;

Таблиця 6 - Активність сахарозофосфатсинтетази в листках та сахарозосинтетази в коренеплодах цукрових буряків (середнє за 1999,2001,2002 рр.), мкмоль /мг білку

Примітка. Фон - гній (30 т/га)

За підвищення норми мінеральних добрив з №70Р90К85 до №140Р180К170 на фоні гною (30 т/га) в фазу змикання листків в міжряддях активність сахарозофосфатсинтетази, виміряна за синтезом сахарози, зростала на 1,05 мкмоль/мг білку за годину. Одно- і дворазове позакореневе підживлення підвищувало цей показник більше ніж в 1,2 рази порівняно з відповідними варіантами основного удобрення. Максимального (2,80-5,17 мкмоль сахарози/мг білку за годину) рівня активність ферменту в листках досягала в період інтенсивного росту рослин, коли їх асиміляційна поверхня мала найбільші розміри. При настанні технологічної зрілостіі рослин площа листової поверхні значно зменшувалася, що знижувало активність сахарозофосфатсинтетази.

Результати досліджень показали, що збільшення норм добрив підвищувало каталітичну активність сахарозосинтетази в коренеплодах, направлену на розщеплення сахарози. Швидкість цього процесу в фазу технологічної зрілості коренеплодів цукрових буряків у варіанті, де вносили №70Р90К85 на фоні гною (30 т/га) в 1,9 раза перевищувала відповідні дані на контролі, тоді як у варіанті №140Р180К170 на фоні гною - в 2,5 рази. Позакореневе одно- і дворазове підживлення сприяло зниженню цих показників за відповідними нормами основного удобрення на 0,33-0,82 мкмоль фруктози/мг білку за годину. Активність цього ферменту змінювалася протягом всього періоду вегетації і досягала максимуму в період інтенсивного росту коренеплодів. Гальмування їх росту за відсутності добрив супроводжувалося відповідним зниженням процесу розщеплення сахарози, порівняно з іншими варіантами досліду. Розрахунки коефіцієнтів кореляції показали, що між активністю ферменту сахарозосинтетази, що направлена на розщеплення сахарози, та накопиченням сахарози в коренеплодах цукрових буряків існує зворотна залежність (r = -0,92+0,15).

Економічний аналіз використання добрив показав, що найбільших витрат потребує сумісне внесення органічних і мінеральних добрив. Варіанти із застосуванням на фоні гною (30 т/га) одинарної (№140Р180К170) та півтори (№210Р270К255) норм мінеральних добрив в цьому аспекті характеризуються близькими показниками 1329 і 1747 грн/га. Сумісне внесення гною (30 т/га) і №210Р270К255 забезпечило максимальний (3978 грн./га) умовно-чистий прибуток. Найвищу (52,8-72,6 кг коренеплодів та 6,06-8,71 кг цукру) окупність одного кілограма діючої речовини добрив отримано у варіантах, де на фоні гною (30 т/га) застосовували мінеральні добрива в одинарній (№140Р180К170) та розрахунковій (№130Р70К150). Аналізуючи показники енергетичної ефективності слід зазначити, що найвищим (3,15) коефіцієнтом характеризувалося застосовування мінеральних добрив в нормі №140Р180К170. Це пов'язано з меншими енерговитратами на їх внесення. За умови використання мінеральних добрив в тій же та розрахунковій нормах на фоні гною (30 т/га) величина цього показника становила 2,85-2,96. Узагальнення всіх складових частин ефективності дозволило стверджувати, що застосування одинарної (№140Р180К170) та розрахованої на запланований приріст урожаю (№130Р70К150) норм мінеральних добрив на фоні гною (30 т/га) є економічно обґрунтованим та енергетично доцільним заходом при вирощуванні цукрових буряків.

Розрахунки показників ефективності позакореневого підживлення рослин цукрових буряків свідчать про доцільність його проведення. Найбільший (3975 грн./га) умовно-чистий прибуток одержано у варіанті з одноразовим підживленням по одинарній (№140Р180К170) нормі мінеральних добрив, тоді як найвища окупність одного кілограма діючої речовини добрив урожаєм коренеплодів (104 кг) і цукру (13,2 кг) була отримана за дворазового підживлення по помірній (№70Р90К85) їх нормі, що внесені в основне удобрення на фоні гною (30 т/га).

Висновки

Досліджені зміни вмісту гумусу, сполук азоту і калію в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті та його агроекологічний стан за тривалого внесення добрив, проведений аналіз впливу різних норм і способів застосування добрив на продуктивність рослин цукрових буряків, що дозволило зробити наступні висновки:

1. Тривале (протягом 1979-1999 рр.) внесення добрив спричинило зміни у вмісті гумусу та його розподілі як в орному, так і в глибших шарах лучно-чорноземного карбонатного ґрунту. Найбільш суттєве (0,98%) збільшення вмісту гумусу простежувалося за умови двадцятирічного сумісного внесення гною (260 т/га) і №2155Р2405К2412. Підвищення норм мінеральних добрив на фоні гною зумовило звуження співвідношення С:N у метровому шарі ґрунту до 9,57-7,14, тоді як в контролі воно становило 11,7-10,0%. Без застосування добрив протягом двох ротацій зерно-бурякової сівозміни відбулися максимальні (0,32%) втрати гумусу в орному шарі

2. Внесення добрив протягом двох ротацій сівозміни сприяло перерозподілу в азотному фонді ґрунту порівняно з показниками 1979 р. з підвищенням вмісту важкогідролізованих і негідролізованих форм за органічної та органо-мінеральної систем удобрення та мінеральних і легкогідролізованих його сполук за мінеральної. Тривале застосування добрив обумовлювало збільшення частки важкодоступних рослинам сполук азоту в загальній його кількості.

3. Систематичне внесення добрив оптимізувало фосфорне живлення рослин цукрових буряків, підвищуючи рівень забезпечення ґрунту фосфором від середнього до підвищеного і високого. Ефективнішим у цьому аспекті є сумісне використання гною (30 т/га) і №210P270K255.

4. За тривалого застосування добрив відбулося збільшення вмісту водорозчинної, обмінної і в меншій мірі необмінно-фіксованої форми калію. Так, за внесення №2155Р2405К2412 на фоні гною (260 т/га) кількість водорозчинного калію в шарі ґрунту 0-50 см порівняно з 1979 р. збільшилась на 14,1-17,3%, обмінно-поглинутого - на 21,0-19,1%, необмінно-фіксованого - на 5,40%.

5. Тривале застосування в сівозміні традиційних органічних і мінеральних добрив не зумовило забруднення метрового шару лучно-чорноземного ґрунту важкими металами. Так, вміст рухомих сполук свинцю, кадмію, цинку та міді після двадцятирічного внесення добрив був значно нижчим встановленого максимального допустимого рівня. Еколого-агрохімічна оцінка лучно-чорноземного карбонатного ґрунту при насиченні сівозміни гноєм (13 т/га) і 375 кг/га NPK становить 74 бали, що на 24 вище показника для варіанту без добрив.

6. Використання добрив інтенсифікувало наростання вегетативної маси рослин цукрових буряків та їх листового апарату. За органо-мінерального удобрення відмічено збільшення маси коренеплодів в 1,6-2,0 рази, гички - в 1,8-2,4, площі поверхні листків - у 2,2-2,8 рази порівняно з контролем, а також продовження періоду життєдіяльності останніх.

7. Сумісне внесення гною (30 т/га) та мінеральних добрив в різних нормах оптимізувало використання поживних речовин з ґрунту і добрив рослинами цукрових буряків. Так, якщо за внесення №140P180K170 для формування 10 т коренеплодів і відповідної кількості гички використовувалося 46,5 кг азоту, 13,0 - фосфору, 51,2 - калію, то за аналогічної норми добрив на фоні гною (30 т/га) ці показники підвищувалися відповідно до 51,4, 14,5, 52,9 кг. Коефіцієнти використання елементів живлення з добрив за останнього удобрення становили 64,2% (N), 20,4 (Р2О5) і 72,8 (К2О). За внесення мінеральних добрив в нормі , розрахованої на запланований приріст урожаю (№130P70K150), ці коефіцієнти становили відповідно 62,4, 21,2 і 73,6%.

8. Насичення варіантів сівозміни на фоні гною (13 т/га) 375 та 252 кг/га NРК оптимізувало баланс азоту і калію в орному шарі ґрунту. Зниження цього показника за використання мінеральних добрив до 221 кг/га NРК на фоні гною (13 т/га) спричинило формування від'ємного балансу азоту, при позитивному - калію. Значних величин (-72,9 кг/га азоту і -77,0 кг/га калію) дефіцит елементів живлення досягав за вирощування культур в сівозміні без застосування добрив.

9. Органо-мінеральна система удобрення створює оптимальні умови для формування урожаю коренеплодів і гички. Так, застосування одинарної (№140P180K170) норми мінеральних добрив на фоні гною (30 т/га) забезпечило приріст урожаю коренеплодів порівняно з контролем на 108%, тоді як мінеральних добрив в тій же нормі - 79,0%. Внесення розрахункової норми мінеральних добрив (№130P70K150) сприяло отриманню приросту урожаю на рівні запланованого - 25,4 т/га. Підвищення норми мінеральних добрив за органо-мінерального удобрення до №210P270K255 обумовило найвищу (55,9 і 53,3 т/га) врожайність коренеплодів і гички.

10. Внесення одинарної (№140P180K170) та на фоні гною (30 т/га) полуторної (№210P270K255) норми мінеральних добрив збільшувало валовий збір цукру з одиниці площі завдяки суттєвому приросту врожаю. Цукристість коренеплодів за цього зменшувалась на 1,50-2,00% порівняно з контролем.

11. Позакореневе підживлення рослин цукрових буряків калій-магнієвими солями (КNО3+Mg(NО3)2) з додаванням бору (Н3ВО3) в 1,2-2,0 рази підвищувало активність сахарозофосфатсинтетази в листках порівняно з варіантом без добрив і за використання відповідних норм мінеральних добрив, які вносилися на фоні гною безпосередньо під цукрові буряки. Підвищення норм мінеральних добрив збільшувало каталітичну активність сахарозосинтетази направлену на розщеплення сахарози в коренеплодах, хоча відносна активність синтезу дисахариду також зростала, особливо за додаткового позакореневого підживлення.

Проведення позакореневого підживлення цукрових буряків забезпечило підвищення цукристості коренеплодів на 0,10-0,20% і приріст їх урожаю на 3,10-7,40 т/га порівняно з варіантами за використання відповідних норм мінеральних добрив, які вносилися на фоні гною безпосередньо під цукрові буряки.

12. Підвищені норми мінеральних добрив на фоні гною зумовлювали погіршення якості коренеплодів цукрових буряків. Зокрема, збільшувався вміст б-амінного азоту та розчинної золи (катіонів калію та натрію). При цьому технологічний вихід цукру зростав за рахунок більшої урожайності коренеплодів. Позакореневе підживлення поліпшувало показники якості коренеплодів в результаті зниження вмісту "шкідливих" нецукрів і збільшення в них сахарози.

13. Застосування органічних і мінеральних добрив безпосередньо під цукрові буряки є економічно доцільним заходом, який забезпечував від 3335 до 3978 грн./га умовно-чистого прибутку. Найвища окупність одного кілограма NРК добрив урожаєм коренеплодів (72,6 кг) і цукру (8,71 кг) відзначена за внесення на фоні гною (30 т/га) розрахункової (№130P70K150) норми мінеральних добрив. Використання разового підживлення підвищувало окупність кілограму добрив на 1,31 кг цукру, а дворазового - на 5,01 кг порівняно з відповідними нормами мінеральних добрив, які вносили на фоні гною (30 т/га) в основне удобрення. Найвища (3,15) віддача урожаєм на одиницю витрат антропогенної енергії досягнута за застосування під цукрові буряки одинарної (№140P180K170) норми мінеральних добрив.

1. В польовій зерно-буряковій сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Північного Лісостепу України з середнім забезпеченням азотом і фосфором та низьким калієм для отримання урожайності коренеплодів цукрових буряків гібриду Український ЧС-70 на рівні 50,0 т/га рекомендується вносити на фоні гною (30 т/га) одинарну (№140Р180К170) і розраховану на запланований приріст урожаю коренеплодів 25,0 т/га (N130Р70К150) норми мінеральних добрив під основний обробіток ґрунту.

2. Для підвищення урожайності і вмісту сахарози в коренеплодах гібриду Український ЧС-70 починаючи з фази змикання листків в міжряддях, рекомендується проводити одно- і дворазового позакореневого підживлення калій-магнієвими солями в нітратній формі в дозі 16 кг/га (10 кг/га КNО3 + 6 кг /га Mg(NО3)2) з додаванням бору (1 кг/га Н3ВО3) по одинарній (№140Р180К170) і помірній (№70Р90К85) нормах мінеральних добрив, які внесені на фоні гною (30 т/га) під основний обробіток ґрунту.

Список опублікованих праць

1. Ященко Л.А. Вплив тривалого застосування добрив в зерново-буряковій сівозміні на вміст і форми калію в лучно-чорноземному карбонатному ґрунті // Науковий вісник НАУ. - 2000. - №26. - С. 154-157.

2. Марчук І.У., Ященко Л.А. Форми азотних сполук у лучно-чорноземному карбонатному ґрунті при довгостроковому застосуванні добрив // Вісник ХДАУ. - 2001. - №4. - С. 35-38 (отримання експериментальних даних та їх аналіз).

3. Марчук І.У., Ященко Л.А. Вплив позакореневого підживлення на продуктивність цукрових буряків // Зб. наук. праць Вінницького ДАУ. - 2002. - Вип. 11. - С. 26-29 (проведення літературного огляду, отримання експериментальних даних).

4. Марчук І.У., Ященко Л.А. Вплив органічних і мінеральних добрив на продуктивність цукрових буряків // Вісник Полтавської державної аграрної академії. - 2002. - №4. - С. 27-29 (отримання та узагальнення експериментальних даних, висновки).

5. Лісовал А.П., Марчук І.У., Ященко Л.А., Яригіна Н.Я., Макаренко В.М. Вплив добрив на формування балансу азоту і калію в зерно-буряковій сівозміні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Лісостепу України // Вісник Харківського НАУ ім. В.В. Докучаєва. Присвячений 100-річчю з дня народження О.М. Можейка. - 2002. - №1. - С. 31-34 (узагальнення отриманих даних та висновки).

6. Марчук І.У., Андрієнко В.О., Ященко Л.А. Вплив норм добрив на вміст поживних елементів у лучно-чорноземному карбонатному ґрунті // Вісник аграрної науки. - 2002. - №7. - С. 22-24 (узагальнення даних, висновки).

7. Марчук І.У., Ященко Л.А. Вплив добрив на процеси синтезу вуглеводів та урожайність цукрового буряку // Науковий вісник НАУ. - 2002. - №57. - С. 250-253 (отримання експериментальних даних, їх узагальнення, аналіз).

Анотація

Ященко Л.А. Агрохімічне обґрунтування підвищення продуктивності цукрових буряків на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.04 - агрохімія. Національний аграрний університет, Київ, 2003.

В дисертації викладені результати досліджень впливу тривалого застосування добрив в типовій зерно-буряковій сівозміні Лісостепу на поживний режим лучно-чорноземного ґрунту, зміну вмісту гумусу, сполук азоту і калію в метровому шарі. В результаті досліджень встановлено, що найбільш стабілізуючу дію на вміст гумус, сполук азоту і калію в ґрунті за дві ротації сівозміни мало сумісне застосування органічних і мінеральних добрив. Наведені дані про вміст свинцю, кадмію, цинку і міді в ґрунті та рослинах цукрових буряків за тривалого внесення добрив. Встановлено, що кількість досліджуваних елементів знаходиться значно нижче гранично-допустимих концентрацій і не приводить до забруднення продукції. З урахуванням агрохімічних і агроекологічних показників ґрунту розрахована його еколого-агрохімічна оцінка. Викладені результати досліджень впливу різних норм і спосіб внесення добрив на окремі фізіолого-біохімічні процеси в рослинах цукрових буряків, їх урожайність і якісні показники. Встановлено дію позакореневого підживлення калій-магнієвими нітратними солями на активність цукросинтезуючих ферментів. Визначена ефективність внесення добрив в основне удобрення та позакореневого підживлення як додаткового заходу на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті.

Ключові слова: органічні і мінеральні добрива, агрохімічні та агроекологічні показники, баланс, позакореневе підживлення, ферменти, продуктивність, ефективність, окупність.

Аннотация

Ященко Л.А. Агрохимическое обоснование повышения продуктивности сахарной свеклы на лугово-черноземной карбонатной почве Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.04 - агрохимия. Национальный аграрный университет, Киев, 2003.

В диссертации изложены результаты исследований по изучению влияния длительного применения удобрений в типичном зерносвекловичном севообороте Лесостепи на питательный режим лугово-черноземной почвы, изменение содержания гумуса, соединений азота и калия в метровом слое почвы. В результате исследований установлено, что наиболее стабилизирующее действие на содержание гумуса и соединений азота и калия в почве за две ротации севооборота имело совместное внесение органических и минеральных удобрений.

Приведены данные о содержании свинца, кадмия, цинка и меди в почве и растениях сахарной свеклы при длительном внесении удобрений. Установлено, что количество исследуемых элементов в почве находится значительно ниже гранично-допустимых концентраций, и не приводит к загрязнению продукции. С учетом агрохимических и агроэкологических показателей почвы произведена эколого-агрохимическая оценка лугово-черноземной почвы, уровень которой на варианте без удобрений составляет 50 балов, а при насыщенности севооборота навозом (13 т/га) 375 кг/га NРК увеличивается до 74 балов.

Расчет баланса азота и калия показал, что лучшие условия для повышения содержания подвижных форм этих элементов сложились при внесении №140Р180К170 и №210P270K255 на фоне навоза (30 т/га), тогда как на контроле дефицит азота составляет -72,9 кг/га, калия -77,0 мг/кг.

В работе представлены данные о динамике процесса нарастания листовой поверхности, массы корнеплода и ботвы, содержания азота, фосфора, калия и накопления сухого вещества в растениях сахарной свеклы в течение всего периода вегетации. Установлено, что применение органических и минеральных удобрений активизировало физиолого-биохимические процессы в растениях, в т.ч. усвоение питательных веществ. Наиболее высокие коэффициенты использования питательных элементов из удобрений, которые для азота составляли 62,8- 65,3%, фосфора - 20,4-21,2%, калия - 72,8-73,6% отмечены на вариантах, где на фоне гноя (30 т/га) применяли №140Р180К170 и №130P70K150. Увеличение норм удобрений не способствовало увеличению этих показателей. Также поданы данные о влиянии удобрений на величину урожая корнеплодов и ботвы сахарной свеклы: на контроле он равен 22,3-25,9 и 16,7-19,7 т/га, а на варианте, где вносили №210P270K255 на фоне гноя - 47,9-61,2 и 43,6-60,5 т/га соответственно.

Представлены данные о влиянии норм и способов внесения удобрений на активность сахарозосинтезирующих ферментов, показана активность ферментов в зависимости от фаз роста и развития растений. Установлено, что двухразовая подкормка водным раствором калий-магниевых солей в нитратной форме с добавлением бора на умеренной (№70Р90К85) и одноразовая на одинарной (№140Р180К170) нормах минеральных удобрений, внесенных на фоне навоза (30 т/га) в основное удобрение, способствовала повышению активности сахарозофосфатсинтетазы в листьях сахарной свеклы на 13-20% по сравнению с соответствующими вариантами основного удобрения и в 1,44-1,98 раза по отношению к контролю. При этом активность сахарозосинтетазы направленная на расщепление сахарозы в корнеплоде увеличилось в 1,13-1,82 раза и снизилось на 7,3-8,2% соответственно по сравнению с контролем и вариантом основного внесения минеральных удобрений на фоне навоза.

Установлено, что наиболее рентабельно вносить на фоне навоза (30 т/га) №210P270K255. При этом условно-чистый доход составил 3978 грн./га. Наиболее высокая агрономическая эффективность использования удобрений отмечена на варианте, где на фоне (30 т/га) вносили расчетную норму минеральных удобрений (№130P70K150) - 72,6 кг корнеплодов и 8,71 кг сахара. Коэффициент энергетической эффективности на этом варианте равен 2,96. При проведении одно- и двухразовой подкормки условно-чистый доход составил 3975-3061 грн./га, тогда как окупаемость удобрений составила 64,5-104 кг корнеплодов и 7,88-13,7 кг сахара.

Ключевые слова: минеральные и органические удобрения, агрохимические и агроэкологические показатели, баланс, внекорневая подкормка, ферменты, продуктивность, эффективность, окупаемость.

Annotation

Yashchenko L.A. Agrochemical evaluation the increase sugar-beet productivity in meadow-chernozemic calcareous soil of the Forest Steppe zone of Ukraine. - Manuscript.

Thesis for Candidate of agricultural sciences degree by speciality 06.01.04 - agrochemistry. National Agrarian University, Kyiv, 2003.

The influence of long-term fertilizer application in the common grain-beet crop rotation of Forest-steppe zone of Ukraine on nutritious regime of meadow-chernozemic calcareous soil, changing the content of humus and . Having done that the using organic and minerals fertilizers from two crop rotation had more stabilized action on containing of humus and nitrogen and potassium compounds. Ecological and agrochemical soil assessments it soil have done. Some physiological and biochemical processes in plants, yield structure formation have been investigated.

Foliar dressing application of potassium-magnesium nitrates with boron in water solutions form impact on activity of sucrosesynthesizing enzymes and efficiency of sugar beet plants are presented. It is established the efficiency of fall fertilization and then foliar dressing as additional mean on meadow-chernozemic calcareous soil.

Key words: organic and mineral fertilizers, agrochemistry and agroecological parameters, balance, foliar dressing, enzymes, efficiency, efficiency, and economic return.

Размещено на Allbest.ru