Оптимізація способів обробітку грунту та системи удобрення під озиму пшеницю в західному лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

АВТОРЕФЕРАТ

ОПТИМІЗАЦІЯ СПОСОБІВ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ ТА СИСТЕМИ УДОБРЕННЯ ПІД ОЗИМУ ПШЕНИЦЮ В ЗАХІДНОМУ ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана на Рівненській державній сільськогосподарській дослідній станції Української академії аграрних наук протягом 1999-2004 років.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор Малієнко Анатолій Митрофанович, завідувач лабораторії обробітку ґрунту і боротьби з бур'янами Інституту землеробства УААН

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор

Бойко Петро Іванович, головний науковий співробітник лабораторії сівозмін Інституту землеробства УААН;

кандидат сільськогосподарських наук Максимчук Іван Пантелеймонович, доцент кафедри землеробства Національного аграрного університету Кабінету Міністрів України

Провідна установа - Інститут землеробства і тваринництва західного регіону України УААН

Відгуки на автореферат у двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати на адресу: Україна, 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН.

Автореферат розісланий 20 травня 2005 року.

Вчений секретар Спеціалізованої вченої ради, кандидат сільськогосподарських наук Л.О.Кравченко

Загальна характеристика роботи

В умовах західного Лісостепу України озимій пшениці належить провідне місце. Вона займає понад 50% посівної площі зернових, проте рівень виробництва зерна високої якості даної культури є недостатнім для забезпечення навіть внутрішніх потреб регіону. Практика вирощування озимої пшениці за інтенсивною технологією показала значний її потенціал у зростанні врожайності зерна, але не завжди ця технологія забезпечує високу окупність та відповідає вимогам екологічної безпеки. В умовах достатнього зволоження основною причиною зниження економічної ефективності вирощування озимої пшениці є висока забур'яненість посівів та низька якість зерна. пшениця зерно рослина

Значний внесок у вирішення цих проблем в умовах західного Лісостепу зробили вчені: В.Ф.Сайко, Н.А.Федорова, Г.С.Кияк, Я.С.Ломницький, М.С.Свідерко та інші.

Актуальність теми. Ґрунтово-кліматичні умови західного Лісостепу України дозволяють вирощувати високі врожаї озимої пшениці з якістю зерна не нижче ІІІ класу. Проте у сучасних умовах господарювання це питання залишається науковою і практичною проблемою, оскільки лімітується забезпеченням рослин елементами живлення протягом вегетації культури та значним їх виносом бур'янами. Тому контроль шкодочинності бур'янів у посівах озимої пшениці, залежно від способів основного обробітку ґрунту, строків передпосівної підготовки, системи удобрення, а також агротехнічних і хімічних заходів догляду за посівами, повинен займати провідне місце в технології вирощування. Особливо актуально ці питання постають у зв'язку зі скороченням площі традиційних попередників озимої пшениці (гороху, багаторічних бобових трав, кукурудзи на силос) та вирощуванням цієї культури після озимого ріпаку за використання на добриво соломи попередника.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконані за тематичним планом Рівненської державної сільськогосподарської дослідної станції УААН згідно Науково-технічної програми „Землеробство”, підпрограми „Системи землеробства в зоні Лісостепу і Полісся”, завдання „Вивчити конкурентні взаємовідносини між культурними рослинами і бур'янами у зв'язку з дією основних елементів агротехнології та удосконалити системи агротехнічних заходів контролю шкодочинності бур'янів” (№ державної реєстрації 0101U003846).

Мета і задачі дослідження виявити особливості формування продуктивності озимої пшениці та якості зерна, а також конкурентних взаємовідносин між культурними рослинами та бур'янами залежно від способів основного обробітку, строків передпосівної підготовки ґрунту, системи удобрення, агротехнічних і хімічних заходів догляду за посівами озимої пшениці, розміщеної після озимого ріпаку. Розробити рекомендації сільськогосподарському виробництву щодо економічно вигідних та екологічно безпечних заходів підвищення врожайності та якості зерна озимої пшениці.

Для реалізації цієї мети було поставлено на вирішення такі задачі:

-виявити особливості водного та поживного режимів ґрунту залежно від способів основного і строків передпосівного обробітку;

-визначити вплив агротехнічних прийомів за різних погодних умов на формування фітоценозу пшеничного поля;

-встановити особливості формування конкурентних взаємовідносин між озимою пшеницею та бур'янами;

-дослідити шляхи отримання сталої врожайності якісного зерна озимої пшениці за екологічно і економічно доцільного рівня удобрення;

-дати економічну та енергетичну оцінку основних елементів технології вирощування озимої пшениці.

Об'єкт дослідження - процеси формування продуктивності посівів озимої пшениці, вирощуваної на чорноземах типових слабогумусованих після озимого ріпака в умовах західного Лісостепу України; конкурентні взаємовідносини між культурними рослинами і бур'янами.

Предмет дослідження - озима пшениця, чорнозем типовий слабогумусований, бур'янові ценози посівів, способи обробітку ґрунту, дози та строки внесення добрив.

Методи дослідження. В основу досліджень покладені польові досліди за використання таких методів: підрахунково-вагового - для визначення вмісту вологи в ґрунті, забур`яненості посівів, повітряно-сухої маси рослин озимої пшениці і бур`янів, параметрів структури врожаю і врожайності зерна; хімічного - для визначення вмісту елементів живлення в ґрунті та білка в зерні; фізичного - для визначення вмісту клейковини та її якості; математико-статистичного - для оцінювання достовірності результатів досліджень та кореляційного аналізу; розрахунково-порівняльного - для визначення економічної та енергетичної ефективності елементів технології вирощування озимої пшениці.

Наукова новизна отриманих результатів. Для умов достатнього зволоження зони західного Лісостепу на основі комплексу досліджень встановлено закономірності формування агрофітоценозу пшеничного поля, визначено особливості формування конкурентних взаємовідносин між культурними рослинами та бур'янами залежно від способу обробітку ґрунту та системи удобрення озимої пшениці, виявлено вплив елементів технології на врожайність та якість зерна. Доведено, що на фоні високої забур'яненості багаторічними бур'янами, зокрема пирієм повзучим, за вирощування озимої пшениці після озимого ріпаку основним обробітком ґрунту повинна бути оранка. Ефективним заходом боротьби з бур'янами є доведення ґрунту до посівного стану безпосередньо після основного обробітку. Це провокує сходи бур'янів, які знищуються передпосівною культивацією. Осіннє боронування посівів, як засіб боротьби з малорічними бур'янами, є неефективним, через значне зрідження посівів озимої пшениці.

Визначено комплекс заходів, що забезпечує отримання сталого рівня врожайності 4,0-4,5 т/га зерна з якістю III класу. Останній включає: внесення мінеральних добрив на основі визначення їх дози і співвідношення розрахунковим методом (N₁₃₇Р₂₀К₇₁, з них: N₃₇К₇₁ - під культивацію, Р₂₀ - локально при сівбі, N₆₀ - після відновлення вегетації та N₄₀ - на IV етапі органогенезу); оброблення посівів пшениці на VІІ етапі органогенезу фунгіцидами.

Практичне значення отриманих результатів. Для умов регіону удосконалено систему обробітку ґрунту, яка спрямована на підвищення контролю бур`янового ценозу в посівах озимої пшениці, а також встановлено оптимальні дози та ефективні способи внесення мінеральних добрив і доцільність фунгіцидного оброблення посівів. Застосування розробки забезпечить підвищення конкуренто-спроможності рослин озимої пшениці по відношенню до бур'янів та формування стабільної врожайності на рівні 4,0-4,5 т/га за якості зерна не нижче ІІІ класу.

Наукова розробка впроваджувалась у 2002-2004 роках у базовому господарстві Рівненської ДСГДС СГПП „Маяк” Сарненського району Рівненської області на площі 370 га, що забезпечило підвищення врожайності озимої пшениці на 10,4 ц/га порівняно з базовою технологією, де врожайність становила 31,5 ц/га. Удосконалення технології дало можливість отримати зерно третього класу якості, що забезпечило зростання рентабельності вирощування озимої пшениці на 62%.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням здобувача. Автором за темою дисертації опрацьована наукова література, розроблена програма та проведені польові й лабораторні дослідження, систематизовано та узагальнено експериментальний матеріал, сформульовано обґрунтовані висновки і проведено перевірку та впровадження результатів досліджень у виробництво, підготовлено до друку дисертацію й автореферат.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень і основні положення дисертаційної роботи були оприлюднені на республіканських науково-практичних конференціях молодих вчених: „Проблеми сучасного землекористування” (Чабани, 2002 р.), „Новітні технології вирощування сільськогосподарських культур у виробництво” (Київ-Чабани, 2004 р.), Всеукраїнській науково-практичній конференції „Особливості ведення зернового господарства України залежно від кон'юнктури ринку” (Київ, 3-4 червня 2004 р.) і регіональній науково-практичній конференції „Про підготовку до збирання зернових культур та забезпечення насінням під урожай 2004 року” (Рівне-Шубків, 10 червня 2003 р), а також на засіданнях - координаційно-методичної ради Інституту землеробства з виконання НТП “Землеробство” УААН, методичної комісії Рівненської ДСГДС, обласних науково-практичних конференціях, нарадах, семінарах фахівців агропромислового комплексу.

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 8 наукових праць, у тому числі 4 у фахових виданнях.

Структура та обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, 7 розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Викладено на 210 сторінках, містить 48 таблиць, 24 додатки, 4 рисунки. Список використаної літератури налічує 306 джерел, з них 19 - латиницею.

Зміст роботи

Розділ 1. Удосконалення способів обробітку грунту, системи удобрення та догляду за посівами озимої пшениці (огляд літератури)

Проаналізовано дані літературних джерел з питань обробітку ґрунту, системи удобрення, агротехнічних прийомів післяпосівного догляду за вирощування озимої пшениці і їх вплив на вологість ґрунту та його поживний режим, забур'яненість посівів, урожайність та якість зерна. Визначено актуальні, недостатньо розроблені питання із зазначеної проблеми та обґрунтовано вибір теми дисертації.

Розділ 2. Умови та методика проведення досліджень

Польові та лабораторні дослідження проводились на Рівненській державній сільськогосподарській дослідній станції УААН у 1999-2004 рр.

Ґрунт дослідної ділянки - чорнозем типовий слабогумусований крупнопилувато-легкосуглинковий з такою агрохімічною характеристикою орного шару: гідролітична кислотність 2,28-2,76 мг-екв. на 100 г ґрунту; рН сольове - 5,1-5,7; вміст гумусу (за Тюріним) - 1,9-2,1%, рухомих форм фосфору та обмінного калію (за Кірсановим) - відповідно 25,0-28,5 та 7,0-7,9 мг, азоту, що легко гідролізується (за Корнфільдом) - 10,5-11,3 мг на 100 г ґрунту, сума ввібраних основ (за Каппеном-Гільковицем) - 11,8-12,6 мг-екв. на 100 г ґрунту.

Рівненська державна сільськогосподарська дослідна станція розташована на межі Лісостепу й Полісся в центральній частині області. Клімат помірно-континентальний, за характером водозабезпечення - це зона достатнього зволоження. Середньорічна температура повітря становить 6,9-7,0?С, тривалість безморозного періоду - 155-160 днів, середньорічна сума опадів - 601 мм, а за період вегетації - 453 мм.

Погодні умови для вирощування озимої пшениці в роки проведення досліджень складалися по-різному: найсприятливішими вони були протягом вегетаційного періоду 2000 року; в 2001 році тепла погода в осінньо-зимовий період, нічні заморозки в травні (ІV етап органогенезу), дощова погода в період достигання зерна спричинили значне ураження рослин хворобами; в 2002 році сніг випав на незамерзлий ґрунт, при висоті снігового покриву понад 25 см відбулося часткове випрівання рослин озимої пшениці; найскладнішими погодні умови були в 2003 році - морози за відсутності снігового покриву, притерта льодова кірка, пізнє відновлення весняної вегетації та стрімке наростання суми ефективних температур у весняний період спричинили зрідження посівів та їх продуктивності.

Програма досліджень реалізовувалась шляхом проведення трьох тимчасових польових дослідів у 2000-2002 роках, виробничої перевірки в 2003 році та впровадження у виробництво у 2004 році.

Дослід 1. Вплив прийомів основного й строків передпосівного обробітків ґрунту на продуктивність озимої пшениці (схема досліду представлена в таблиці 2).

Дослідженнями передбачалось встановити особливості допосівної підготовки ґрунту на фоні оранки та безполицевих обробітків. Дослід проводився на полях за малорічного - багаторічного типу забур`яненості з перевагою пирію повзучого. Мінеральні добрива вносили в дозі N₉₀Р₆₀К₉₀.

Дослід 2. Вплив способів основного обробітку, системи удобрення та захисту рослин на продуктивність і якість зерна озимої пшениці (схема досліду представлена в таблиці 1).

Дослідження направлені на вивчення заходів основного обробітку ґрунту в поєднанні із системою удобрення та захисту рослин для отримання економічно вигідного та екологічно безпечного рівня врожайності високоякісного зерна озимої пшениці. Оскільки загальноприйнято ґрунт під озиму пшеницю обробляти безполицевими знаряддями, тому в досліді 2 системи удобрення та захисту рослин вивчалися на фоні дискування. Ефективність оранки і дискування порівнювалися за системи удобрення N₉₀Р₆₀К₉₀. В досліді застосовували гербіцид діален-супер та фунгіцид альто-супер.

Дослід 3. Вплив післяпосівного прикочування та строків боронування посівів на продуктивність озимої пшениці.

Дослідження направлені на встановлення можливості контролю за чисельністю малорічних бур'янів та доцільності проведення післяпосівного прикочування й осіннього боронування посівів озимої пшениці.

В усіх дослідах попередником озимої пшениці був озимий ріпак, солому якого використовували на добриво. З нею в ґрунт надходило 20-25 кг/га N, 9-10 кг/га P₂O₅ і 40-50 кг/га К₂О. Останнім часом у західному Лісостепу зростають площі посівів цієї культури, проте вплив її як попередник на продуктивність озимої пшениці вивчено недостатньо.

В досліді 1 вивчався сорт озимої пшениці Поліська 90, в дослідах 2 та 3 - Миронівська 65 за норми висіву 5,0 млн. схожих насінин на гектар. Площа облікової ділянки в дослідах 1 та 2 - 100 м², повтореність - трьохразове, в досліді 3 площа облікової ділянки - 25 м², повтореність - чотириразова. Метод розміщення ділянок - систематичний. Польові досліди проводились у відповідності з вимогами методики дослідної справи у викладенні Б.А.Доспєхова (1985).

Програма аналізів та спостережень передбачала визначення впливу способів обробітку та систем удобрення на водний і поживний режими ґрунту. Фенологічні спостереження за ростом та розвитком рослин, густотою посіву та за виживанням і виляганням рослин проводили протягом вегетації озимої пшениці. Облік структури врожаю озимої пшениці визначали в пробних снопах з постійних площадок. Для оцінювання якості зерна озимої пшениці визначали масу 1000 зерен, натурну масу зерна, вміст у зерні білка згідно з ГОСТом 10846-91, а також клейковини та її якості з ГОСТом 13568.1-68. Оцінювання забур'яненості посівів і шкодочинності бур`янів проводили кількісно-ваговим методом у фазі кущіння, колосіння озимої пшениці і перед збиранням урожаю. Розрахунки шкодочинності бур`янів проводили за методичними рекомендаціями В.С.Зузи, С.І.Попова (2000). Математичне оброблення результатів досліджень проводили з використанням дисперсійного і кореляційного аналізів за методикою Б.А.Доспєхова (1985), розрахунки енергетичної ефективності - за методикою О.К.Медведовського та П.І.Іваненка (1988).

Розділ 3. Вплив способів обробітку ґрунту та системи удобрення на ґрунтові умови вирощування озимої пшениці

Режим вологості ґрунту. Дослідженнями Л.В.Губанова, Н.Н.Іванова, Ф.М.Пруцкова та інших встановлено, що рослини озимої пшениці до забезпеченості вологою найвимогливіші в період від початку виходу в трубку до колосіння.

Нашими дослідженнями встановлено, що посіви озимої пшениці в основні періоди вегетації були достатньо забезпечені вологою. Запаси продуктивної вологи за роками були в межах середньобагаторічних показників при цьому не встановлено залежності в забезпеченні рослин озимої пшениці вологою від способів основного обробітку та строків передпосівної підготовки ґрунту.

Поживний режим ґрунту. Азот, що легко гідролізується, є головним резервом мінерального азоту в ґрунті. Його вміст на час відновлення весняної вегетації становив 11,4-12,9 мг/100 г ґрунту. Спостерігалося підвищення запасів азоту, що легко гідролізується, на варіантах безполицевого обробітку ґрунту порівняно з оранкою на 7,5-10,6 %, що пояснюється меншою активністю процесів мінералізації органічної маси за розміщення її у верхньому 0-10 см шарі, який періодично пересихає.

Вміст рухомого фосфору та обмінного калію не залежав від способів обробітку ґрунту. Строки передпосівної підготовки також не мали впливу на поживний режим ґрунту. Забезпечення фосфором на всіх варіантах досліду було високим - 28-30 мг/100 г, вміст калію знаходився в межах 7-8 мг/100 г ґрунту.

Розділ 4. Особливості формування фітоценозу пшеничного поля

Ріст, розвиток та виживання рослин озимої пшениці. Значний вплив на виживання рослин в осінній період мали строки післяпосівного осіннього боронування. Досходове боронування посівів, за появи сходів бур'янів, спричинило зниження польової схожості озимої пшениці на 12,2%. У варіанті з післяпосівним прикочуванням посіву це зменшення складало 13,8%.

Системи удобрення не мали впливу на польову схожість насіння, але мінеральні добрива в дозі N₃₀Р₆₀К₉₀, внесені під культивацію, у середньому за роки досліджень сприяли підвищенню перезимівлі рослин на 5,3% за оранки та на 7,1% - за дискування. Ця закономірність чітко проявилась у 2003 році за умов малосніжної зими та наявності льодової кірки. В таких умовах за проведення внесення добрив під культивацію сприяло зростанню перезимівлі рослин на 20-29%.

Вплив агротехнічних факторів на стійкість рослин озимої пшениці проти хвороб. В умовах зони досліджень існує висока вірогідність зниження врожайності озимої пшениці від ураження посівів хворобами. Встановлено, що найрозповсюдженішими хворобами були кореневі гнилі, борошниста роса та септоріоз.

Заходи основного обробітку ґрунту і системи удобрення не мали певного впливу на ураженість озимої пшениці кореневими гнилями. Однак у варіанті за максимальної дози внесення азоту (N₁₃₇) прослідковувалось підвищення ураження рослин цими збудниками.

У варіантах досліду без оброблення посівів озимої пшениці фунгіцидом спостерігалось значне ураження посівів борошнистою росою та септоріозом. Особливо високим воно було за погодних умов 2001 року, коли різкі перепади максимальної та мінімальної температури повітря у весняний період призвели до фізіологічного порушення живлення рослин, а відповідно й до зниження їх стійкості до хвороб. В умовах цього року оброблення посівів озимої пшениці у фазі виходу рослин у трубку фунгіцидом альто-супер 330 ЕС к.е. сприяло зниженню поширення борошнистої роси на 26,0%, зменшенню інтенсивності розвитку хвороби - на 7,5%, ураженість посівів септоріозом знизилась на 48,7%, інтенсивність розвитку хвороби - на 14,5%. У середньому за роки досліджень, під впливом оброблення посівів фунгіцидом, показники ураження рослин хворобами зменшилися відповідно на 9,8 і 3,2% та 31,2 і 18,8% (табл. 1). Отримані дані свідчать, що оброблення посівів озимої пшениці фунгіцидом у фазі виходу рослин у трубку має бути обов`язковим агрозаходом у технології вирощування цієї культури.

Таблиця 1 Ураженість рослин озимої пшениці хворобами у середньому за 2000-2002 рр. , % (дослід 2)

За таких умов заміна оранки безполицевими обробітками на фоні N₉₀Р₆₀К₉₀ супроводжувалася зростанням рівня забур'яненості посівів озимої пшениці вдвічі, як за кількісними, так і за ваговими показниками (табл. 2).

Показник конкурентоспроможності озимої пшениці по відношенню до бур'янів, який визначається співвідношенням маси культурного і бур'янового компонентів в агрофітоценозі, також свідчить про перевагу оранки. Це співвідношення на фоні оранки складало 27:1, на фоні безполицевих обробітків-16:1.

Доведення ґрунту до посівного стану безпосередньо після основного обробітку, порівняно з фоном, де цей захід здійснювався із запізненням, сприяло зниженню забур'яненості посівів озимої пшениці малорічними та багаторічними видами бур`янів відповідно на 19 і 16%. Зниження присутності малорічних бур'янів у посівах було пов'язане з активізацією провокації сходів у допосівний період та їх знищенням за проведення передпосівного обробітку ґрунту.

Таблиця 2 Забур'яненість посівів озимої пшениці та шкодочинність бур'янів залежно від способів основного та строків передпосівного обробітку ґрунту у середньому за 2000-2002 рр. (дослід 1)