Теоретичні основи та агроекологічне обґрунтування заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах південного степу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Теоретичні основи та агроекологічне обґрунтування заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах південного степу України

Формування продуктивності зрошуваних агрофітоценозів є складним багатофакторним процесом, оскільки залежить від природних (температура і вологість повітря, кількість атмосферних опадів, фотосинтетично активна радіація та ін.) й агротехнологічних (зрошення, добрива, густота стояння рослин, сорти, терміни сівби, норми висіву насіння тощо) чинників. Вивчення впливу кожного окремого елемента на рівень урожайності ще більше ускладнюється через діяльність великої кількості живих організмів штучної агроекосистеми та їх різною пристосованістю до покращення або, навпаки, до погіршення умов існування.

Вирішення продовольчої проблеми, яка загострюється внаслідок економічної, енергетичної й екологічної кризи при зростанні чисельності населення нашої планети та змінах клімату, потребує розробки нових і вдосконалення існуючих технологій вирощування сільськогосподарських культур, обумовлює необхідність підвищення продуктивності рослин, зокрема за рахунок збільшення віддачі від зрошення й ефективності використання агроресурсів.

Оптимізувати продукційні процеси зрошуваних агрофітоценозів можна за допомогою встановлення закономірностей росту й розвитку рослин на засадах вибірки, систематизації й узагальнення експериментальних даних та виявлення статистичних зв'язках між урожайністю сільськогосподарських культур, природними й агротехнологічними факторами. Також за умов використання статистичного моделювання існує можливість коригування густоти стояння рослин, доз мінеральних добрив, встановлення оптимальних строків і норм вегетаційних поливів, що має певне практичне значення для раціонального розподілу роботи дощувальних агрегатів у межах зрошуваних сівозмін та оптимізації витрат агроресурсів. Вирішення цих важливих питань при вирощуванні основних сільськогосподарських культур на зрошуваних землях Південного Степу України є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові розробки, узагальнені в дисертації, входили до складу тематичного плану лабораторій зрошення та автоматизованих систем управління Інституту землеробства південного регіону НААН України (до 2000 р. - Інститут зрошуваного землеробства) і державних науково-технічних програм "Зернові і олійні культури", "Виробництво продукції на меліорованих землях", "Родючість ґрунтів", "Розвиток меліорованих територій", а також "Комплексної програми розвитку меліорації і поліпшення екологічного стану зрошуваних земель в Херсонській області" згідно з завданнями: "Розробити водо- та енергозберігаючі технології вирощування сільськогосподарських культур" (1995-2000 рр., № ДР 0197U015758); "Науково обґрунтувати і розробити заходи оптимізації використання води та агроресурсів у зрошуваному землеробстві півдня України" (2001-2005 рр., № ДР 0101U003002); "Обґрунтувати методологію оцінки і прогнозування ефективності використання агроресурсів, створити систему їх моніторингу" (2002-2004 рр., № ДР 0104U003792); "Виконати апробацію програмно-інформаційного комплексу реалізації системи точного землеробства на зрошуваних землях" (2003-2005 рр., № ДР 0104U002816); "Встановити закономірності ростових і продукційних процесів кукурудзи залежно від умов вологозабезпечення" (2003-2005 рр., № ДР 0104U005612); "Встановити залежність продуктивності зрошуваних агроценозів від вологозабезпеченості років і рівня інтенсифікації землеробства за даними експериментальних досліджень, розробити моделі зв'язку "врожай - вологозабезпеченість" та виконати ідентифікацію їхніх параметрів" (2005-2010 рр., № ДР 0106U006135); "Розробити новітні технології вирощування зернових і технічних культур на зрошуваних землях Півдня України" (2005-2010 рр., № ДР 0106U006134); "Вивчити закономірності та розробити математичні моделі формування урожаю польових культур при зрошенні" (№ ДР 0108U005998) тощо в яких автор був відповідальним виконавцем і науковим керівником.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботи - теоретично обґрунтувати та розробити заходи оптимізації продукційних процесів різних за біологічними особливостями сільськогосподарських культур в умовах південного Степу України з урахуванням природних, технологічних, економічних, енергетичних та екологічних чинників.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішення таких завдань:

- дослідити вплив теплоенергетичних чинників на продуктивність рослин у зрошуваних агроценозах півдня України;

- встановити динаміку водоспоживання рослин, розробити заходи оптимізації режимів зрошення за допомогою використання інформаційних технологій;

- визначити рівень урожаю та якісні показники одержаної продукції залежно від диференціації елементів технології вирощування;

- дослідити вплив агротехнічних і природних факторів на динаміку показників поживного режиму ґрунту, оптимізувати заходи інтегрованого захисту рослин у зрошуваних агроценозах південного Степу України;

- здійснити статистичне моделювання продукційних процесів рослин на засадах комплексного моніторингу й оптимізації витрат агроресурсів з використанням інформаційних технологій та розробкою спеціального програмного забезпечення;

- виявити екологічні проблеми зрошуваних агрофітоценозів й розробити заходи прогнозування еколого-меліоративного стану поливних земель;

- провести економічну й енергетичну оцінку розроблених агротехнічних заходів технологій вирощування досліджуваних культур.

Об'єкт дослідження - процеси росту й розвитку досліджуваних сільськогосподарських культур, закономірності продукційних процесів рослин, динаміка сумарного водоспоживання й середньодобового випаровування, трансформація поживних речовин і водорозчинних солей у різних горизонтах темно-каштанового ґрунту.

Предмет досліджень - сільськогосподарські культури: люцерна, пшениця озима, кукурудза на насіння, зерно та зелений корм, соя, ріпак; теплоенергетичні показники: сума температур повітря за період вегетації, температурний індекс, сумарна сонячна радіація та фотосинтетично активна радіація за вегетаційний період, коефіцієнт корисної дії ФАР; темно-каштановий ґрунт; водно-балансові показники: вихідні запаси вологи в ґрунті, середньодобове випаровування, кількість опадів, зрошувальна норма, сумарне водоспоживання; агрохімічні показники: вміст гумусу, макроелементів і водорозчинних солей в ґрунті; математико-статистичні показники: найменша істотна різниця, коефіцієнти варіації і кореляції, регресійні рівняння; економічна й енергетична ефективність розроблених елементів технологій вирощування.

Методи дослідження - дослідження проводилися за загальнонауковими методами: гіпотеза, експеримент, спостереження, аналіз, синтез, індукція та спеціальними: польовий, лабораторний, аналітичний; використовувалися статистичні та порівняльно-обчислювальний методи (дисперсійний, кореляційний, регресійний і варіаційний аналіз).

Наукова новизна одержаних результатів.

Уперше для умов зрошення південного Степу України:

- встановлено закономірності продукційних процесів рослин пшениці озимої і кукурудзи на зерно залежно від умов вологозабезпечення та теплоенергетичних показників;

- розроблено програмне забезпечення для оптимізації режимів зрошення сільськогосподарських культур на засадах імітаційного моделювання середньодобового випаровування різних за біологічними ознаками культур;

- розроблені програмні засоби з оптимізації інтегрованого захисту рослин в умовах зрошення;

- створено статистичні моделі "вологозабезпеченість - урожайність" залежно від гідротермічних умов у роки проведення досліджень;

- розраховані кореляційно-регресійні моделі продукційних процесів рослин залежно від комплексної дії природних і технологічних факторів.

Удосконалена:

- система агротехнічних заходів, спрямованих на оптимізацію продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах півдня України, підвищення рівня врожаю та якісних показників;

- система агромеліоративного моніторингу зрошуваних земель, що зазнали підтоплення, та розроблені заходи з підвищення їх продуктивності.

Набуло подальшого розвитку положення щодо закономірностей динаміки сумарного водоспоживання та середньодобового випаровування досліджуваних сільськогосподарських культур залежно від природних та агротехнологічних факторів.

Доведена економічна й енергетична ефективність розроблених агротехнічних заходів, шляхом прогнозних розрахунків, обґрунтована необхідність розвитку зрошення в південному регіоні України.

Наукова новизна висвітлених у дисертаційній роботі результатів досліджень підтверджена авторськими правами одержаних 16 патентів і свідоцтв.

Практичне значення одержаних результатів. Полягає в розробці й удосконаленні технологічних заходів вирощування основних сільськогосподарських культур на зрошуваних землях степової зони України, які забезпечують одержання максимальної продуктивності рослин, оптимізацію використання агроресурсів і знижують антропогенний тиск на довкілля.

Результати досліджень використовувались у розробці зональних і регіональних систем землеробства на зрошуваних землях півдня України (Херсон, 2001, 2003, 2008), а також включені в науково обґрунтовану систему землеробства (Київ, 2005, 2007; Дніпропетровськ, 2006; Херсон, 2008), довідники та навчальні посібники (Херсон, 2005-2009).

Наукові розробки впроваджувались у виробництво в рамках госпдоговірної тематики Інституту землеробства південного регіону НААН України у господарствах Херсонської і Запорізької областей за темами "Визначити пілот-об'єкти для проведення апробації програмного забезпечення технологій вирощування озимої пшениці, кукурудзи та сої", "Розробити і впровадити технологію вирощування кукурудзи на зерно з рівнем врожайності 11-12 т/га", "Оптимізація режимів зрошення в зоні діяльності Каховського міжрайонного управління водного господарства", "Розробити й упровадити методи управління режимами зрошення сільськогосподарських культур і відпрацювати сучасні технології вирощування для умов господарства СТОВ "Дніпро" та інших, де автор був відповідальним виконавцем і науковим керівником.

Запропоновані автором наукові розробки пройшли виробничу перевірку та знайшли широке використання в господарствах південних областей України та АР Крим, що підтверджено відповідними довідками й актами.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом багаторічної наукової діяльності здобувача. Усі наукові положення, що виносяться на захист, одержані особисто дисертантом. Автором здійснено інформаційний пошук, аналіз, узагальнення й оцінку даних літературних джерел і мережі Інтернет, розроблено основні концепції досліджень, робочі гіпотези, обґрунтована методологія, визначена мета й завдання досліджень і методи їх виконання, проведені польові та лабораторні дослідження й аналітична обробка результатів досліджень, покладених в основу експериментальної частини дисертації, здійснено аналіз і статистична обробку одержаних результатів, сформульовано висновки та рекомендації виробництву. В окремих розділах дисертаційної роботи й авторефераті як первинний цифровий матеріал для дисперсійного, кореляційно-регресійного, варіаційного аналізів, прогнозування вологозабезпеченості та програмування врожаю використано експериментальні дані, одержані сумісно з іншими вченими Інституту землеробства південного регіону НААН України та ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет", про що зазначається відповідними посиланнями, а спільні авторські права закріплені патентами та свідоцтвами авторського права на твір.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на Міжнародних і Всеукраїнських науково-практичних конференціях "Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель" (Херсон, ІЗЗ, 1997); "Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення" (ІЗГ, Дніпропетровськ, 2000); "Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений" (Харків, Інститут рослинництва, 2001); "Актуальні проблеми сучасного землеробства" (Луганськ, ЛАНУ, 2003); "Науково-виробничі аспекти кормовиробництва та ефективного використання кормів" (Львів, ЛАДУ, 2003); "Нормування в зрошуваному землеробстві" (Херсон, ХДАУ, 2005); "Аспекти сучасного розвитку аграрного виробництва в ринкових умовах" (Миколаїв, МДАУ, 2006); "Стан, проблеми та перспективи адаптивного землеробства в геоінформаційному просторі" (Херсон, ХДАУ, 2007); "Роль науки і дорадчих служб, виходячи з актуальних і нових викликів, які стоять перед селом і сільським господарством " (Херсон, 2008); "Інноваційні агротехнології в умовах глобального потепління" (Мелітополь, ТДАТУ, 2009); "Проблеми та перспективи ведення землеробства в посушливій зоні Степу України" (Херсон, ІЗПР, 2009); семінарі "Комп'ютерна програма для створення бази даних польового стаціонарного досліду" (Харків, ННЦ "Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського", 2010), на першому відкритому з'їзді фітобіологів Херсонщини (Херсон, ХДУ, 2006), на обласних, районних і міжнародних науково-практичних семінарах та конференціях з питань рослинництва, меліорації, зрошуваного землеробства, економіки й екології, форумі-виставці "Екологічний стандарт якості та безпечна продукція - крок в майбутнє" (Київ, 2008) та інших. Також результати досліджень, що висвітлені в дисертаційній роботі доповідались у Поморському осередку сільськогосподарського дорадництва, м. Старе Поле, Республіка Польща (2008, 2010).

Науково-теоретичні й практичні положення результатів досліджень висвітлені в наукових працях автора й одержали позитивну оцінку на засіданнях учених і координаційних рад Інституту землеробства південного регіону, Інституту зернового господарства та Інституту гідротехніки і меліорації НААН України. Крім того, матеріали дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет" та ДВНЗ "Сумський національний аграрний університет".

Публікації. Основні результати досліджень опубліковано в 147 наукових працях, у тому числі 10 - у монографіях і навчальних посібниках, 83 статті - у фахових виданнях, 11 науково-методичних рекомендацій виробництву, 14 тез доповідей, 8 патентів і 8 свідоцтв про реєстрацію авторського права на твір.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 440 сторінках комп'ютерного тексту і складається зі вступу, дев'яти розділів, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків і рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Робота містить 70 таблиць, 95 малюнків, 47 додатків. Список використаних літературних джерел налічує 532 найменування, у тому числі 37 іншомовних.

У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність обраної теми досліджень, визначено мету та завдання, викладено найбільш вагомі результати, що характеризують науково-практичну новизну. Вказано практичне значення та можливості застосування отриманих результатів.

У першому розділі "Стан вивченості питань щодо заходів оптимізації продукційних процесів рослин в агрофітоценозах (огляд літературних джерел)" проаналізовані дані літературних джерел, в яких висвітлені теоретичні основи, практичні аспекти обраного напряму досліджень та актуальність наукової проблеми. Визначено науково-методичні й агроекологічні підходи до формування високопродуктивних агрофітоценозів в умовах зрошення. Доведена можливість управління інтенсивністю продукційних процесів рослин з урахуванням природних і регулюванням технологічних факторів.

У другому розділі "Методологічні питання, умови, програма та методика проведення досліджень" наведені дані щодо умов виконання досліджень, методику їх проведення й агротехніку в дослідах.

Однією з найважливіших ознак свідомості людини є пізнання, у процесі якого вона усвідомлює різноманітні явища та процеси в навколишньому середовищі. Основними напрямами наукового пізнання є такі його форми й прийоми, як ідея, проблема, гіпотеза, концепція

За допомогою теоретичних розробок і методологічних питань вітчизняних і закордонних учених, які працювали над проблемами підвищення продуктивності сільськогосподарських культур у різних природно-кліматичних зонах, було визначено головні напрями досліджень щодо оптимізації продукційних процесів рослин, підвищення рівня врожаю та якісних показників в умовах Південного Степу України.

Одержання високих і гарантованих урожаїв сільськогосподарських культур у зоні Степу за наявності інших сприятливих факторів (родючість ґрунтів, достатня кількість тепла і світла) ускладнюється нестачею елементів живлення й передусім азоту. За таких умов відбувається зниження продуктивності рослин та якості врожаю, що зумовлює необхідність застосування добрив і штучного покращення вологозабезпеченості рослин за допомогою зрошення.

Роки проведення досліджень за погодними умовами були різними, що дозволило отримати об'єктивну інформацію з досліджуваних питань. Одночасно ґрунтові та метеорологічні умови за роки проведення досліджень у достатньою мірою відображають агроекологічні та кліматичні ресурси підзони південного Степу України.

Польові й лабораторні дослідження були проведені протягом 1994-2009 рр. на дослідних полях Інституту землеробства південного регіону Національної академії аграрних наук України. Крім того, узагальнення експериментальних даних і їх статистична обробка проводилась у Державному вищому навчальному закладі "Херсонський державний аграрний університет" протягом 2002-2010 рр. У дисертаційній роботі висвітлено результати досліджень з основними сільськогосподарськими культурами, які вирощують на зрошуваних землях південного Степу України - люцерною, пшеницею озимою, кукурудзою, соєю, ріпаком. Назви, місце та роки проведення досліджень, а також номера схем дослідів наведено в таблиці 1.

агрофітоценоз степ зрошення

Таблиця 1. Польові та лабораторні дослідження, які проведено з метою реалізації програми з оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах південного Степу України

Назва досліду	Місце проведення	Роки проведення дослідів, № схем
Вивчити закономірності та розробити математичні моделі формування урожаю польових культур при зрошенні	Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України	1970-2008, Схема № 1
Встановити залежність продуктивності зрошуваних агроценозів від вологозабезпеченості років і рівня інтенсифікації землеробства за даними експериментальних досліджень, розробити моделі зв'язку "врожай - вологозабезпеченість" та виконати іден. їхніх параметрів	Лаб. зрошення, селекції кукурудзи й АСУ, ІЗПР НААН України	1970-2008, Схема № 2
Вивчити вплив різних способів поливу на продуктивність люцерни другого-третього року життя при мінімізації зрошувальних норм	Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України	2002-2005, Схема № 3
Вивчити ефективність різних видів поливів озимої пшениці	Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України	2003-2005, Схема № 4
Вивчити ефективність проведення вегетаційного поливу в різні фази розвитку озимої пшениці	Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України	2003-2005, Схема № 5
Встановити ефективність режимів зрошення на ділянках гібридизації кукурудзи	Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України	1995-2000, Схема № 6
Продуктивність самозапилених ліній кукурудзи залежно від режимів зрошення, регуляторів росту та густоти стояння рослин	Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України	1998-2000, Схема № 7
Дослідити вплив системи удобрення на вміст гумусу, азоту, фосфору й калію за багаторічний термін при зрошенні	Лаб. агрохімії і меліор. Ґрун. й АСУ, ІЗПР НААН України	1967-2008, Схема № 8
Вивчити ефективність застосування органічних і мінеральних добрив у зрошуваних сівозмінах в умовах південного Степу України	Лаб. агрохімії та меліор. Ґр. й АСУ, ІЗПР НААН України	1989-2009, Схема № 9
Дослідити продуктивність різних за скоростиглістю сортів сої залежно від схем захисту від бур'янів	Лаб. агротехніки зернових культур і АСУ, ІЗПР НААН України	1998-2000, Схема № 10
Встановити ефективність вегетаційних поливів у різні фази розвитку сої в умовах півдня України	Лаб. агротехніки зерн. кул. та АСУ, ІЗПР НААН України	1998-2000, Схема № 11
Дослідити вплив фону мінерального живлення та схеми захисту посівів від шкідників на продуктивність рослин ріпаку озимого	Лаб. кормовиробництва й АСУ, ІЗПР НААН України	1999-2002, Схема № 12
Вивчити процеси розвитку вторинного галогенезу темно-каштанового ґрунту залежно від тривалості зрошенні при поливі водами підвищеної мінералізації	Лаб. агрохімії та меліоративного ґрунт. й АСУ, ІЗПР НААН України	2001-2007, Схема № 13
Дослідити продуктивність сільськогосподарських культур на зрошуваних землях з різним рівнем ґрунтових вод та розробити заходи оптимізації продукційних процесів рослин	Лаб. агрохімії та меліоративного ґрунт.а й АСУ, ІЗПР НААН України	2000-2005, Схема № 14

Польові досліди закладали методом рендомізованих розщеплених ділянок відповідно до методики польових дослідів з вивчення агротехнічних прийомів вирощування сільськогосподарських культур (Доспехов Б.А., 1986, Ушкаренко В.А., Скрипников А.Я., 1988). Повторність - чотириразова, площа облікових ділянок нижчого порядку - не менше 50 м2.

Ґрунт дослідних ділянок темно-каштановий середньосуглинковий слабкосолонцюватий на карбонатному лесі. В орному шарі ґрунту містилося гумусу 2,8-3,4%, кількість якого з глибиною поступово зменшувалася. Загальний вміст азоту низький - 0,17-0,29%, рухомого фосфору середній (21-27 мг), обмінного калію - високий (324-367 мг/кг ґрунту).

Розрахунок норм внесення мінеральних добрив на заплановану врожайність проводили за методом оптимальних параметрів з урахуванням вмісту поживних речовин у ґрунті (Гамаюнова В.В., Филипьев И.Д., 1997).

Найменша вологоємність метрового шару ґрунту складала 21,5%, загальна шпаруватість - 45,0, вологість в'янення - 9,0% від маси сухого ґрунту, щільність будови - 1,47 г/см.

Фенологічні спостереження проводили на постійно закріплених рослинах у двох несуміжних повтореннях польових дослідів. Відмічалося настання основних фаз росту й розвитку досліджуваних сільськогосподарських культур. Біометричні замірювання рослин, обліки забур`яненості посівів, структуру врожаю проводили згідно із загальноприйнятими методиками дослідної справи (Методические рекомендации по проведению полевых опытов в условиях орошения УССР, 1985).

Аналітичні дослідження з рослинними зразками проводили за методиками: сирий протеїн, загальний азот - за Кельдалем; сира клітковина - за Геннебергом і Штомманом; сирий жир - шляхом екстрагування за Рушковським; сира зола - методом сухого озолення; калій - на полуменевому фотометрі; фосфор - фотоколометричним методом. Розрахунок вмісту кормових одиниць у сухій речовині зроблено на основі хімічних аналізів.

Фактичну вологість ґрунту визначали термостатно-ваговим методом на модельних ділянках одного з повторень дослідів. Проби ґрунту відбирали пошарово через 10 см на глибину 0,5-2,0 м за міжфазними періодами досліджуваних сільськогосподарських культур для визначення строків поливів і розрахунку сумарного водоспоживання рослин.

Вегетаційні поливи проводили дощувальним агрегатом ДДА-100 МА. Фактична величина поливної норми визначалася за допомогою устаткування дощувальних агрегатів.

Облік опадів проводився за даними групи метеорологічних спостережень Херсонської агрометеорологічної станції з коригуванням їх кількості згідно з показниками ґрунтових дощомірів, які були встановлені безпосередньо на дослідних ділянках. З метою встановлення показників тривалості сонячного сяйва та визначення показників сумарної та фотосинтетично активної радіації використовували універсальний геліограф Кемпбела-Стокса. Ефективність використання теплових ресурсів зони південного Степу оцінювали за температурним індексом (Ильинская И.Н., 2001).

З метою встановлення впливу погодних умов на продуктивність досліджуваних культур за незмінності агротехнологічних факторів користувалися індексом оцінки агрометеорологічних умов вегетації (Тараріко Ю.О., 2008).

Для здійснення оцінки впливу накопичення сум ефективних температур за осінній та весняно-літній вегетаційний період, а також для проведення інших розрахунків використовували ЕІД "Agromet".

Збирання та облік урожайності досліджуваних культур проводили в фазу повної стиглості з усієї облікової площі ділянок. Результати обліку врожаю обробляли методами дисперсійного, кореляційного та регресійного аналізів з використанням програмно-інформаційного комплексу "Agrostat".

Економічна ефективність різних варіантів польових дослідів проведена за фактичними витратами, передбаченими технологіями вирощування сільськогосподарських культур в умовах півдня України за фактичними показниками технологічних карт. Енергетичну оцінку досліджуваних чинників проводили використовуючи "Методику биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства" (1983) і "Методику оцінки біоенергетичної ефективності технологій виробництва сільськогосподарських культур" (1997).

У третьому розділі "Вплив теплоенергетичних чинників на інтенсивність продукційних процесів рослин у зрошуваних агроценозах півдня України" висвітлені результати досліджень з встановлення теплоенергетичних показників для проведення порівняльної оцінки ефективності використовування земель сільськогосподарського призначення та елементів технологій вирощування.

Доведена можливість встановлення показників ФАР за допомогою розрахункових методів, які дозволяють отримати кінцеві результати за різні періоди вегетації рослин за мінімальної кількості вихідних даних - тривалості сонячного сяйва та географічної широти метеорологічної станції. Застосовування баз даних з мережі Інтернет після їх електронного форматування дозволяє отримати необхідні для розрахунків показники.

З метою прискорення й полегшення розрахунків, а також для підвищення їх точності, нами створено з використанням засобів комп'ютерного проектування Microsoft Office Excel 2003 Програмний модуль "ФАР" (рис. 1).

Модуль складається з одного активного вікна, в яке необхідно внести чотири текстові блоки:

1. "Термін спостережень" - початок терміну розрахунків надходження ФАР (в розглянутому прикладі - "1 квітня").

2. "Термін спостережень" - закінчення терміну розрахунків ("31 жовтня").

3. "Середина періоду" - обирається дата середини розрахункового періоду ("16 липня").

4. "МС" - вказується метеорологічна станція, з якої обрано необхідні для розрахунків показники ("Херсон").

Після цього вводяться чотири цифрові показники:

1. "?ПСС" - наводиться показник тривалості сонячного сяйва в годинах (за даними метеорологічної станції вказаної в пункті 4 попереднього блоку, які одержують розглянутими вище способами).

Рис. 1. Зовнішній вигляд активного вікна Програмного модуля "ФАР" (пояснення в тексті)

2. "Широта місця спостережень" - вказується географічна широта метеорологічної станції (для Херсонської МС - 46? північної широти).

3. "Нахил Сонця залежно від календарних дат для середини періоду" - обирається з довідкової таблиці залежно від дати середини періоду вказаного в пункті 3 попереднього блоку (для 16 липня дорівнює 21,4? (див. рис. 1)).

4. "" - коефіцієнт переходу з сумарної радіації до інтегральної ФАР. Коефіцієнт обирається залежно від висоти Сонця в полудень для середньої дати розрахункового періоду () за допомогою другої довідкової таблиці. Миттєво після введення необхідної цифрової інформації користувач отримує кінцевий показник інтегральної ФАР за досліджуваний період у ккал/см2, кДж/см2, млн. ккал/га та ГДж/га.

В дослідах з пшеницею озимою встановлено вплив агрометеорологічних чинників на продуктивність пшениці озимої за умов використання біологічно оптимального режиму зрошення з використанням варіаційного, кореляційно-регресійного та індексного аналізу багаторічних експериментальних даних.

Згідно з обліком температурного режиму встановлена різниця амплітуди коливань сум температур за десяти-двадцятирічними періодами й, особливо, відносно показників сум понад 10°C. Так, період із 1970 по 1985 роки характеризувався істотними коливаннями, які дорівнювали в середньому 57-349°С, а період з 1990 по 2000 роки - відрізнявся стабільністю з відхиленнями від середньоарифметичного показника лише на 12,3-72,8°С. З 2000 року й по теперішній час також відмічається наростання амплітуди відхилень сум температур понад 5 і 10°C, що схоже на тенденцію за 1970-1985 роки.

Розрахунками доведено, що показник гідротермічного коефіцієнта при вирощуванні пшениці озимої на зрошуваних землях півдня України знижується швидкими темпами. У середньому за досліджуваний період ГТК за вегетацію пшениці озимої дорівнював 0,61 з діапазоном довірчого інтервалу від 0,505 до 0,695. Крім того, розрахунками доведено, що показник ГТК має дуже велику розбіжність за окремими роками (коефіцієнт варіації за досліджуваний період дорівнює 49,7%). Прогнозування за одержаним рівнянням лінійної регресії свідчить про зниження гідротермічного коефіцієнта у 2010 році до 0,39, а у 2015 році - до 0,35, відповідно.

За даними звітів лабораторії зрошення ІЗПР НААН України, накопичено інформацію про динаміку врожаю озимої пшениці за період 1971-2008 рр. з урахуванням передпосівних і вегетаційних поливів, які проводилися водою з Інгулецької зрошувальної системи. Встановлено, що середня врожайність озимої пшениці на за 1971-2008 рр. дорівнювала 5,34 т/га й коливалась від 2,02 т/га в 2003 р. до 7,81 т/га в 1986 р., відповідно. Встановлено, що рівень сприятливості агрометеорологічних умов для отримання програмованого врожаю озимої пшениці коливається за досліджуваний період від 0,42 до 1,36 при середньо-багаторічному значенні 0,98. Великий інтервал коливань рівня сприятливості агрометеорологічних умов, виражений через індекс, спричинений значними коливаннями окремих метеорологічних показників.

Результати розрахунків урожайності озимої пшениці свідчать про точність розробленої моделі. Результати розрахунків фактичної та змодельованої урожайності пшениці озимої мають близькі значення й однакову динаміку коливань продуктивності рослин. Слід зауважити, що більш істотні коливання фактичного рівня врожаю вказують на недостатній рівень інтенсивності продукційних процесів і потребує коригування та чіткого дотримання технологічних заходів для нівелювання уражуючих чинників навколишнього середовища.

Проведеним угрупуванням показників сум температур повітря та надходження фотосинтетично активної радіації за період вегетації різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи встановлено, що вони мають взаємопов'язані тенденції практично в усі роки, крім сухих (2002, 2007 рр.). Навпаки, у вологі роки (1997, 2004 рр.) простежується закономірність щодо зростання продуктивності рослин кукурудзи зі збільшенням теплоенергетичних показників (рис. 2).

Результати наших досліджень дозволили виявити істотну амплітуду в коливаннях рівня врожайності зерна кукурудзи за окремими роками, зростання її у середньовологі та вологі роки та суттєве зниження у середньосухі та сухі. Причому найменші коливання врожайності відмічені у середньостиглих гібридів, а найвищі - у ранніх.

Рис. 2. Урожайність ранніх (РГ), середніх (СГ) і пізніх (ПГ) гібридів кукурудзи залежно від суми температур та показників фотосинтетично активної радіації в умовах зрошення (дослід № 2)

Систематизація й групування багаторічних агрометеорологічних показників, сумарного водоспоживання та режиму зрошення за вегетаційний період кукурудзи на зерно свідчать, що вони змінюються в дуже широких межах залежно від гідротермічних умов вегетації. Розрахунки показників температурного індексу та коефіцієнта корисної дії ФАР виявили їх залежність від вологозабезпеченості року та продуктивності рослин (табл. 2). Найвищі витрати теплових ресурсів на тонну зерна кукурудзи (Ти=677,8) були у сухому 2002 році у пізньостиглих гібридів, також у цьому варіанті встановлено мінімальний коефіцієнт корисної дії ФАР (зф=0,87%). Це пояснюється дуже несприятливими погодними умовами цього року під час наливу зерна гібридів пізньостиглої групи.

Найоптимальніше використовували термічні ресурси (Ти=201,6) і прихід фотосинтетично активної радіації (зф=3,20%) пізньостиглі гібриди у середньосухому 2006 р.

Найвища врожайність (10,3-12,6 т/га) гібридів усіх груп стиглості формується у вологі роки, а найменша (5,9-7,0 т/га) - у сухі. Такі ж тенденції виявлені й у оцінці показників температурного індексу та коефіцієнта корисної дії ФАР. Так, у вологі роки Ти коливався в межах 226,4-234,9, а сухі роки - збільшився на 36,2-47,3%.

Протилежна ситуація відмічена щодо ефективності використання сонячної радіації, оскільки у вологи роки зф складав 2,68-2,91%, а в сухі роки зменшився до 1,58-1,73%, або в 1,6-1,8 рази.

Показники надходження фотосинтетично активної радіації (QФ) відрізнялися середнім ступенем мінливості з варіюванням у межах від 11,2.

Таблиця 2. Динаміка врож. зерна гібридів кукурудзи залежно від гідротермічних умов та інтен. сонячної радіації

Рік - вологозабезпеченість	Група стиглості гібридів	Показники
		, т/га	УТ, ?С	Ти	ЕВ, ГДж/га	Q, ГДж/га	QФ, ГДж/га	зф, %
1994 - середній	ранньостиглі	6,5	2257,4	347,3	209,5	22134	11288	1,86
	середньостиглі	7,5	2567,6	344,2	240,5	24627	12560	1,91
	пізньостиглі	7,8	2930,3	374,7	252,1	30244	15425	1,63
1995 - середньосухий	ранньостиглі	6,4	2223,4	348,5	205,6	22216	11330	1,81
	середньостиглі	7,4	2514,8	340,3	238,2	25567	13039	1,83
	пізньостиглі	7,8	2827,6	361,6	252,1	28131	14347	1,76
1996 - сухий	ранньостиглі	6,1	1933,4	316,4	196,9	21096	10759	1,83
	середньостиглі	7,6	2379,9	314,4	244,0	24261	12373	1,97
	пізньостиглі	7,8	2637,8	337,3	252,1	26551	13541	1,86
1997 - вологий	ранньостиглі	10,2	2327,4	228,6	328,1	22638	11545	2,84
	середньостиглі	11,5	2512,1	217,7	372,0	25105	12804	2,91
	пізньостиглі	12,2	2805,6	230,5	392,3	29582	15087	2,60
1998 - середній	ранньостиглі	7,5	2097,7	280,8	240,8	21278	10852	2,22
	середньостиглі	7,7	2454,1	319,1	247,9	25509	13009	1,91
	пізньостиглі	7,6	2687,0	355,9	243,4	29050	14816	1,64
1999 - середньосухий	ранньостиглі	9,0	2168,7	240,4	290,7	21244	10835	2,68
	середньостиглі	10,7	2467,9	230,0	345,9	23829	12153	2,85
	пізньостиглі	11,3	2773,7	246,1	363,3	26862	13700	2,65
2000 - середньовологий	ранньостиглі	6,9	2316,9	334,8	223,1	25784	13150	1,70
	середньостиглі	8,2	2538,4	309,6	264,3	27256	13900	1,90
	пізньостиглі	10,4	2979,9	285,4	336,5	32232	16438	2,05
2001 - середньосухий	ранньостиглі	5,5	2008,4	364,5	177,6	21881	11160	1,59
	середньостиглі	6,1	2342,1	383,3	196,9	25176	12840	1,53
	пізньостиглі	8,5	2671,6	316,2	272,4	28650	14612	1,86
2002 - сухий	ранньостиглі	4,3	2188,3	513,7	137,3	23468	11969	1,15
	середньостиглі	5,2	2518,3	481,5	168,6	26947	13743	1,23
	пізньостиглі	4,2	2833,4	677,8	134,7	30272	15439	0,87
2003 - середньовологий	ранньостиглі	7,2	2454,4	339,0	233,4	28626	14599	1,60
	середньостиглі	8,1	2770,7	343,8	259,8	32946	16802	1,55
	пізньостиглі	8,9	3119,3	349,3	287,8	37303	19024	1,51
2004 - вологий	ранньостиглі	10,3	2308,8	224,2	332,0	21852	11144	2,98
	середньостиглі	11,4	2882,7	252,0	368,7	28673	14623	2,52
	пізньостиглі	12,9	3023,7	234,6	415,5	29678	15136	2,75
2005 - середньовологий	ранньостиглі	9,0	2106,3	234,0	290,1	19361	9874	2,94
	середньостиглі	11,1	2450,8	221,4	356,8	22420	11434	3,12
	пізньостиглі	12,6	2771,4	220,8	404,5	26007	13263	3,05
2006 - середньосухий	ранньостиглі	8,5	1967,5	231,5	274,0	19548	9970	2,75
	середньостиглі	10,6	2339,4	221,5	340,4	23453	11961	2,85
	пізньостиглі	12,7	2554,7	201,6	408,4	25033	12767	3,20
2007 - сухий	ранньостиглі	7,4	2253,1	304,5	238,5	23631	12052	1,98
	середньостиглі	8,2	2524,6	308,6	263,7	26146	13334	1,98
	пізньостиглі	9,1	2807,3	307,8	294,0	28840	14709	2,00
2008 - середній	ранньостиглі	8,3	2113,9	253,5	268,8	22280	11363	2,37
	середньостиглі	8,7	2506,4	288,4	280,1	25210	12857	2,18
	пізньостиглі	8,9	2901,1	324,9	287,8	28130	14346	2,01

Примітки: - врожайність зерна кукурудзи при 14% вологості, т/га;

УТ - сума температур повітря за період вегетації, ?С;

Ти - температурний індекс;

ЕВ - загальна валова енергія отримана з урожаєм основної та побічної продукції, ГДж/га;

Q - сумарна сонячна радіація, що надійшла за вегетаційний період, ГДж/га;

QФ - фотосинтетично активна радіація, що надійшла за вегетацію кукурудзи, ГДж/га;

зф - коефіцієнт корисної дії ФАР, %

19,7%. Коефіцієнт корисної дії ФАР найвищу стабільність виявив у вологі роки (V = 6,5%), середній рівень (V = 12,8%) - у середні, а в інші - відрізнявся високим ступенем мінливості (V = 26,2-31,6%).

У четвертому розділі "Динаміка водоспоживання рослин, оптимізація режимів зрошення з врахуванням зональних природно-кліматичних умов" наведені експериментальні дані щодо особливостей поглинання вологи рослинами залежно від гідротермічних умов вегетації, фаз розвитку й умов зволоження. Розглянуті можливості використання інформаційних технологій для оптимізації режимів зрошення сільськогосподарських культур.

Результатами досліджень встановлено, що великий вплив на показники евапотранспірації мають фази розвитку окремих сільськогосподарських культур, які можна прив'язати до певних календарних дат з урахуванням зональних ґрунтово-кліматичних умов. Також на показники середньодобового випаровування істотно впливає рівень ґрунтових вод.

Найвищі показники випаровування люцерни другого року життя відмічені у третій декаді червня (55,7 м3/га за добу), а також у першу та другу декади липня (49,3-51,9 м3/га за добу).

Варіаційним аналізом доведена найвища амплітуда коливань середньодобового випаровування люцерни другого року життя на площах з глибоким заляганням ґрунтових вод (довірчій інтервал 33,1ч44,7 м3/га за добу). Найменший коефіцієнт варіації (V дорівнює 18,2%) відмічено на ділянках з близьким рівнем ґрунтових вод, що свідчить про їх стабілізуючу дію.

Аналіз одержаних експериментальних даних використання вологи рослинами з різних шарів ґрунту свідчить, що восени та під час зимівлі пшениці озимої, відбувається поступове поповнення запасів води у глибоких шарах ґрунту. Встановлена тенденція зменшення показників сумарного водоспоживання з шару ґрунту 0-50 см до шару 0-200 см. Під час весняно-літньої вегетації, навпаки, показники споживання вологи рослинами у цих шарах збільшуються. Отримані дані свідчать, що весною і влітку рослини використовують воду з усього двохметрового шару ґрунту. У цілому від сходів до повної стиглості зерна пшениці озимої активний вологообмін проходить у діапазоні верхнього метрового шару.

Статистичною обробкою даних встановлено дуже високу амплітуду коливань досліджуваного показника - коефіцієнт варіації становив 85,6, 80,0 і 73,2%, відповідно. Це свідчить про підвищену мінливість евапотранспірації пшениці озимої та зумовлює необхідність ретельного контролю за наявністю легкодоступної вологи для забезпечення оптимального ходу продукційного процесу.

Під час вивчення динаміки водоспоживання самозапиленої лінії Р 346 М встановлено, що цей показник залежить від умов вологозабезпеченості рослин. Максимальної величини у неполивних варіантах сумарне водоспоживання досягало у вологому 2000 р. - 3456 м3/га. У варіантах з режимом зрошення 60-80-60 і 80-80-80% НВ найбільше водоспоживання кукурудзи було в середньосухому 1999 р. - 4935 та 5214 м3/га.

При проведенні досліджень визначали середньодобове випарування рослин самозапиленої лінії кукурудзи 346 М за різні міжфазні періоди. Встановлено, що на початку періоду вегетації (сходи-7 листків) добові витрати ґрунтової вологи булу мінімальними і складали 24,2 м3/га.

Максимальним середньодобове випаровування було в період "цвітіння - молочно-воскова стиглість" і дорівнювало у варіантах без зрошення - 31,5 м3/га, 60-80-60% НВ - 45,2, 80-80-80% НВ - 50,8 м3/га. Після фази молочно-воскової стиглості зерна спостерігалося поступове зменшення цього показника.

Отримані експериментальні дані динаміки споживання вологи рослинами кукурудзи дозволили встановити інтенсивність витрат вологи з різних шарів ґрунту за етапами росту й розвитку рослин, а також залежно від гідротермічних особливостей років. На початку розвитку рослин кукурудзи (перші 15-30 днів вегетації) волога найінтенсивніше використовується з шару ґрунту 0-30 см, де розташована коренева система молодих рослин (рис. 3).

Рис. 3. Динаміка споживання вологи з ґрунту рослинами кукурудзи в роки з різними гідротермічними умовами

У процесі росту надземних органів і заглиблення кореневої системи споживання вологи проходить з більш глибоких шарів ґрунту. На другий місяць високоінтенсивне використання вологи надходить з шару ґрунту 0-50 см, однак у посушливі роки ця зона розповсюджується до глибини 70 см. У другій половині вегетаційного періоду неполивна кукурудзи використовує вологу й з більш глибоких шарів ґрунту. Слід зауважити, що зона основного вологообміну не виходить за межі 0-70 см, проте погодні умови вегетаційного періоду й передусім атмосферні опади, корегують зони інтенсивності споживання вологи на різних етапах розвитку рослин.

Середньодобове випаровування середньопізніх гібридів кукурудзи суттєво залежить від фаз розвитку рослин (календарних дат вегетації) і глибини залягання ґрунтових вод. Максимальна евапотранспірація встановлена на рівні 59,6 м3/га за добу у другій декаді липня та співпадає з максимальною інтенсивністю продукційних процесів рослин. Найменші добові витрати вологи (11,8-14,8 м3/га) зафіксовані на початку вегетації - міжфазний період "сходи - 3-5 листків".

Варіаційним аналізом доведена максимальна мінливість (V дорівнює 92,5, 84,9 і 75,8%, відповідно) середньодобового випаровування протягом вегетаційного періоду, що зумовило найвищу амплітуду довірчого інтервалу цього показника - від 11,8ч32,8 (рівень ґрунтових вод 1,0-1,5 м) до 15,3ч56,7 м3/га за добу (за глибокого рівня їх залягання).

Вивчення особливостей середньодобових витрат вологи різних за скоростиглістю сортів сої виявило залежність диференціації цього показника від умов вологозабезпеченості. Крім того, систематизація показників евапотранспірації різних за скоростиглістю сортів сої показали, що цей показник збільшується від дуже ранньостиглих сортів до пізньостиглих.

Розрахунками доведено, що динаміка показників середньодобового випаровування з шару 0-100 см за оптимального режиму зрошення суттєво відрізняється залежно від вологозабезпечення років. У сухі й середні роки спостерігається стрімке наростання середньодобового випаровування, починаючи з першої декади липня. У подальшому в сухі роки відбувається зниження добових витрат вологи з першої декади серпня, а у середні роки, навпаки, у цей час зафіксоване максимальне значення цього показника (68,0 м3/га).

У вологі роки виявляється повільна динаміка наростання та зниження середньодобового випаровування за декадами вегетаційного періоду. Найбільшим цей показник був у першій - другій декаді липня, а потім відбувається плавне його зниження з деяким підвищенням у другій декаді вересня.

Для моделювання процесів вологопотреби сільськогосподарських культур і для розробки спеціального програмного забезпечення з встановлення строків і норм вегетаційних поливів було вибрано напрям мінімізації вихідних показників для планування режимів зрошення, і, навпаки, одержання максимальної інформативності від імітаційного моделювання евапотранспірації та інших елементів водного балансу. Головними показниками, що впливають на прогнозовані дати й норми вегетаційних полівів, є середньодобове випаровування та кількість опадів.

За результатами узагальнення багаторічних експериментальних даних з планування режимів зрошення основних сільськогосподарських культур у вигляді надбудови до електронного процесора Microsoft Office Excel 2003 розроблено програмно-інформаційний комплекс (ПІК) "Іригація".

Для забезпечення точності розрахунків строків і норм поливів необхідно на початку вегетаційного періоду рослин (або під час відновлення вегетації у багаторічних культур) визначити вихідні запаси вологості ґрунту, які в подальшому приймаються за основу електронних водно-балансових розрахунків. В умовах виробництва їх можна здійснювати термостатно-ваговим або іншими методами.

У третій колонці наведені показники середньодобового випаровування за періодами, отримані шляхом кореляційно-регресійного моделювання за календарними датами. До цієї колонки можна також заносити фактичні показники добових вологовитрат, розраховані будь-яким методом. Наступний і дуже важливий елемент програми - надходження вологи за рахунок атмосферних опадів. Контроль за кількістю опадів, розподіл яких площею може суттєво різнитися, слід організовувати окремо по зрошуваних ділянках за допомогою комп'ютерно-сенсорного моніторингу, автономного електронного устаткування, механічних дощомірів, лізиметрів і навіть із використанням найпростіших саморобних приладів (збирання опадів в ємкості з відомою площею з подальшим перерахунком надходження води в м3/га). У колонці "Поточні запаси вологи" відбувається автономний розрахунок вмісту вологи на кожен день кожного місяця вегетації сільськогосподарських культур за винятком витрат на випаровування та додаванням надходження води з опадами й поливами. Для спрощення визначення дати проведення чергового поливу в наступній колонці наведена поточна вологість ґрунту у відсотках від найменшої вологоємкості.

Виробнича перевірка розробленого програмно-інформаційного комплексу показала його високу точність, швидкість отримання результатів і простоту у використанні. Крім того, відмічене скорочення витрат поливної води внаслідок зниження кількості поливів і їх норм, що зумовлено більш ефективним контролем за рівнем вологозапасів в ґрунті.

У п'ятому розділі "Рівень урожаю та якісні показники рослин у зрошуваних агрофітоценозах залежно від диференціації елементів технології вирощування" наведено результати досліджень з встановлення впливу умов зволоження та агротехнологічних факторів на продуктивність рослин.

Отримані експериментальні дані за рівнями врожайності зеленої маси люцерни показують, що за покращення водного режиму рослин за рахунок використання зрошення забезпечується істотний приріст продуктивності рослин (табл. 3). Так, висота рослин і кількість продуктивних стебел зростають в умовах зрошення на 26,2-32,3 та 35,4-40,2%, відповідно.

На травостої другого року різниця в урожайність зеленої маси між зрошуваними і неполивним варіантом становила 9,8-13,3 т/га (або 32-43%), третього - 8,0-9,3 т/га (41-48%) і четвертого - 9,1-12,8 т/га (51-71%). Отже, у дослідженнях виявлена стійка тенденція до зростання ефективності зрошення пропорційно віку рослин. Окупність поливної води зумовлюється, крім віку рослин, ще й кількістю атмосферних опадів за вегетаційний період. Найменший показник окупності поливної води (0,70-0,81 кг/м3) отримано у вологому 2004 р., коли за вегетацію люцерни випало 418,8 мм опадів, що достатньою мірою забезпечило рослини вологою на формування врожаю зеленої маси. Порівняння ефективності способів поливу показує, що при поливі поверхневим способом спостерігається тенденція збільшення врожайності (на 1,3-3,7 т/га, або 4,5-21,4%) і окупності поливної води (на 2,0-31,3%).

Таблиця 3. Урожайність зеленої маси люцерни, зрошувальні норми й окупність поливної води

Варіант	Показник	Роки досліджень	Середнє за 2003-2005
		2003	2004	2005
Без зрошення	Висота рослин, см	69	64	62	65
	Кількість продук. стебел, шт./м2	108	69	70	82
	Урожайність, т/га	30,7	19,5	18	22,7
Полив по смугах	Висота рослин, см	89	75	93	86
	Кількість продук. стебел, шт./м2	132	92	109	111
	Зрошувальна норма, м3/га	650	1150	800	870
	Урожайність, т/га	44	28,8	30,8	34,5
	Окупність поливної води, кг/м3	2,0	0,8	1,6	1,5
Полив дощуванням	Висота рослин, см	91	72	83	82
	Кількість продук. стебел, шт./м2	142	97	105	115
	Зрошувальна норма, м3/га	500	1150	800	820
	Урожайність, т/га	40,5	27,5	27,1	31,7
	Окупність поливної води, кг/м3	1,96	0,7	1,1	1,25
НІР05 для врожайності зеленої маси, т/га 1,90

Шляхом моделювання встановлена різниця у формуванні показників урожайності зеленої маси люцерни залежно від величини зрошувальної норми (рис. 4).

Аналіз одержаних ліній тренду поліноміальної регресії свідчить, що найкраща реакція рослин на покращення умов вологозабезпечення за рахунок зрошення відмічається у середні роки (позначка 2), що пояснюється найсприятливішим співвідношенням достатньої кількості теплоенергетичних ресурсів за умов подолання дефіциту ґрунтової вологи шляхом проведення вегетаційних поливів.

При вирощуванні пшениці озимої встановлено, що сприятливі погодні умови осінньо-зимового та весняно-літнього періодів вегетації в роки проведення досліджень позитивно вплинули на врожайність досліджуваної культури на неполивних ділянках, яка в роки досліджень дорівнювала 4,24 т/га. Однак навіть за таких умов зрошення було ефективним.

Рис. 4. Урожайність зеленої маси люцерни 2-го року життя залежно від змодельованих значень зрошувальної норми за роками забезпеченості:

1 - середньовологий (y = -0,00002x2 + 0,13x + 404,88, R2 = 0,996);

2 - середній (y = -0,00002x2 + 0,1734x + 412,94, R2 = 0,978);

3 - середньосухий (y = -0,00001x2 + 0,1033x + 303,59, R2 = 0,999)

У середньому за роки досліджень передпосівний полив сприяв підвищенню врожайності зерна на 1,40 т/га (34,4%), а в комплексі з вегетаційними поливами на 2,48 т/га (58%).

Результати обліку врожаю озимої пшениці при поливах у різні фази росту й розвитку рослин показують, що, незалежно від строку проведення вегетаційного поливу і погодних умов, він сприяє суттєвому збільшенню врожаю і покращує якість зерна.

Аналіз експериментальних даних свідчить, що на насіннєву продуктивність рослин кукурудзи найбільше впливає застосування зрошення. У варіантах без зрошення врожайність насіння становила, в середньому по фактору, 1,17 т/га, а на ділянках із застосуванням зрошення вона збільшилася при поливах за схемою 60-80-60% НВ до 2,86 т/га, а при оптимальному режимі зрошення - до 3,28 т/га.

Обробка самозапилених ліній кукурудзи регуляторами росту рослин забезпечила в середньому по фактору стабільний приріст урожайності насіння на рівні 1,4 (Емістим С) і 0,21 т/га (Агростимулін) при показнику НІР05 - 0,12 т/га. Зростання врожайності насіння в неполивних варіантах було статистично недостовірним і складало 0,09 і 0,11 т/га відповідно.

Збільшення густоти стояння рослин з 50 до 70 підвищувало врожайність на 0,37, а до 90 тис./га - 0,49 т/га, відповідно. Слід відмітити, що загущення рослин до 90 тис./га погіршувало посівну якість насіння (зменшувало масу 1000 зерен, збільшувало відхід, зменшувало схожість), викликало ріст виробничих витрат, знижувало рентабельність.

Визначення кількісних ознак впливу умов зволоження, регуляторів росту рослин і щільності посівів на формування насіннєвої продуктивності кукурудзи дозволило встановити неоднаковий ступінь їх впливу (рис. 5).



Рис. 5. Частка впливу умов зволоження (фактор А), регуляторів росту рослин (фактор В), густоти стояння рослин (фактор С) та їх взаємодії на насіннєву продуктивність лінії кукурудзи Р 346 М

Дисперсійним аналізом встановлено, що зрошення максимально впливає на продуктивність рослин (частка впливу 83%). На другому місці щодо формування врожаю насіння кукурудзи знаходиться густота стояння рослин (10%) і на третьому - регулятори росту (4%).