Размещено на http://www.allbest.ru/

Дніпропетровський державний аграрний університет

УДК 631.582

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Агроекологічне обґрунтування насичення короткоротаційних сівозмін різними зернофуражними культурами у південній частині Лісостепу України

06.01.01 - загальне землеробство

Усик Сергій Васильович

Дніпропетровськ 2007

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Під впливом аграрної реформи та з появою різноманітних форм господарювання, що вимагають в нових умовах удосконалення всіх механізмів їхнього функціонування, а також у зв'язку із взятим курсом держави на відтворення у нашій країні тваринницької галузі виникла необхідність запровадження короткоротаційних сівозмін з виробництва фуражного зерна.

В даний час переважна більшість джерел наукової літератури містить інформацію переважно про ефективність насичення короткоротаційних сівозмін різними зерновими культурами в умовах степової зони, тому актуальним є такий же напрямок досліджень даних сівозмін для правобережного Лісостепу, в яких вирощування зернофуражних культур поєднується з основною в бурякосіючих районах технічною культурою - цукровими буряками.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові дослідження по темі дисертаційної роботи є складовою частиною науково-дослідної тематики кафедри загального землеробства Уманського державного аграрного університету, номер державної реєстрації 0101U004495.

Мета і задачі досліджень. Метою роботи було встановити такий набір зернофуражних культур у сівозміні, який би забезпечував високу їх продуктивність та екологічну безпеку землекористування. Для вирішення цієї мети в задачу досліджень входило вивчення під впливом досліджуваного фактору змін агрофізичних властивостей ґрунту, запасів доступної вологи, вмісту гумусу в ґрунті, засміченості ґрунту насінням бур'янів, забур'яненості посівів та видового складу бур'янів і урожайності зернових культур та цукрових буряків як тестової культури.

Дослідженнями також планувалось оцінити різні варіанти сівозмін за загальними показниками продуктивності.

Об'єкт досліджень - зміна основних агрофізичних і біологічних показників родючості ґрунту та продуктивність сівозмін залежно від частки окремих зернофуражних культур в структурі посівних площ.

Предмет досліджень - 5-пільні сівозміни з насиченням різними зернофуражними культурами, чорнозем опідзолений важкосуглинковий.

Методи досліджень - польові та лабораторні на базі стаціонарного польового досліду з використанням різних статистичних методів обробки експериментальних даних.

Наукова новизна одержаних результатів. В умовах півдня правобережного Лісостепу України на чорноземі опідзоленому важко-суглинковому узагальнені дослідження з вивчення короткоротаційних сівозмін з насиченням різними зернофуражними культурами в поєднанні з провідною технічною культурою бурякової зони - цукровими буряками.

Встановлено вплив насичення п'ятипільних сівозмін різними зернофуражними культурами на умови вирощування тестової культури. Оцінено реакцію окремих зернофуражних культур на їх частку в структурі посівних площ та інші елементи сівозміни. Проведена порівняльна характеристика продуктивності та економічної ефективності сівозмін та доведена доцільність п'ятипільних сівозмін з високим насиченням кукурудзою та ячменем для господарств які спеціалізуються на виробництві яловичини та свинини.

Практичне значення одержаних результатів. На підставі проведених досліджень рекомендовано для господарств що спеціалізуються на виробництві яловичини та свинини, короткоротаційні сівозміни з високим насиченням кукурудзою та ячменем, що забезпечують вихід з 1 га сівозмінної площі зерна 38,6-41,3 ц і кормових одиниць 84,9-91,8 ц.

Особистий внесок здобувача полягає в щорічному закладанні досліду, проведенні польових та лабораторних досліджень, аналізі і теоретичному обґрунтуванні отриманих результатів, а також у формулюванні висновків та пропозицій виробництву.

Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідались та обговорювались на засіданнях кафедри загального землеробства Уманського державного аграрного університету, міжнародній науковій конференції “Біологічні науки і проблеми рослинництва” (м. Умань, 2003 р.), міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми степового землеробства і рослинництва та їх вирішення в реформованих сільськогосподарських підприємствах” (м. Миколаїв, 2003 р.) і наукових конференціях молодих вчених (м. Умань, 2004 і 2005 рр.).

Публікації. За результатами досліджень опубліковано шість наукових праць, з них чотири - у фахових виданнях.

Обсяг і структура. Дисертація викладена на 117 сторінках машинописного тексту, містить 31 таблиці та 2 рисунки, складається із вступу, 10 розділів, висновків, рекомендацій виробництву і додатків. Список використаних джерел нараховує 325 найменувань.

Основний зміст роботи

Сучасний стан вчення про сівозміни (огляд літератури)

У розділі подано огляд літератури з питань сучасного стану вчення про сівозміни. Розглядаються питання впливу набору та чергування культур на агрофізичні властивості ґрунту, водний і поживний режими, вміст органічної речовини в ґрунті, засміченість ґрунту насінням бур'янів і забур'яненість посівів, біологічну активність ґрунту, урожайність окремих сільськогосподарських культур та продуктивність сівозмін в цілому.

Умови і методика проведення досліджень

Експериментальна частина роботи виконана на дослідному полі Уманського державного аграрного університету, розташованому в Маньківському природно-господарському районі Середньодніпровсько-Бузького округу лісостепової правобережної провінції України.

Ґрунтовий покрив земельного масиву під дослідом - чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі.

Клімат території області помірно-континентальний. За даними гідрометеостанції Умань середньобагаторічна кількість опадів складає 633 мм, температура повітря - 7,40 С, відносна вологість повітря - 76 %, проте в окремі роки спостерігаються значні відхилення від названих величин.

Елементи погоди за роки безпосереднього проведення нами досліджень мали свої особливості. Так, за осінньо-зимово-весняний період 2000-2001 року випала достатня кількість опадів для формування сприятливого водного режиму, проте в подальшому розподіл опадів по місяцях у 2001 році був нерівномірним, оскільки в червні зафіксовано 168,1 мм опадів, тоді як в серпні їх випало на 87,6 % менше за середньобагаторічний показник даного місяця. Це в поєднанні з підвищеною температурою та дещо нижчою відносною вологістю повітря створило критичні умови для рослин цукрових буряків в період інтенсивного наростання коренеплодів.

Протягом вегетаційного періоду в 2002 році відмічено недобір опадів в кількості 51,5 мм та підвищення температури повітря на 2,30 С по відношенню до середньобагаторічних показників, що характеризує цей період як досить посушливий.

Напруженим за кількістю опадів виявився і 2003 рік, протягом якого всі місяці весняно-літнього періоду характеризувалися незначною кількістю опадів, а в сумі їх випало на 143,3 мм або на 61,8 % менше норми. Крім того інтенсивність дощів була надзвичайно низькою, через що незначно зволожений ґрунт відразу втрачав вологу під дією високої температури повітря, особливо в травні, яка була на 4,70 С вище середньобагаторічного показника. На 20 % була нижчою від норми і відносна вологість повітря в цьому місяці, що своєрідно позначилось на початкових фазах росту і розвитку рослин і подальшому формуванні врожаю.

Експериментальна частина досліджень по вивченню сівозмін з короткою ротацією була виконана на базі стаціонарного досліду, закладеного професором В.О. Єщенком і доцентом В.П. Опришком відразу всіма полями восени 1991 і весною 1992 року, загальна схема якого включає 17 варіантів сівозмін. Схеми десяти досліджуваних нами сівозмін цього досліду представлені в таблиці 1.

Таблиця 1. Схема досліду

Номер сівозміни	Номер поля і культури в порядку чергування
	Перше	Друге	Третє	Четверте	П'яте
2 (контроль)	Ячмінь	Кукурудза	Горох	Озима пшениця	Цукрові буряки
3	Кукурудза	Ячмінь	Горох	Озима пшениця	Цукрові буряки
4	Кукурудза	Кукурудза	Горох	Озима пшениця	Цукрові буряки
5	Горох	Кукурудза	Горох	Озима пшениця	Цукрові буряки
6	Ячмінь	Кукурудза	Горох	Ячмінь	Цукрові буряки
9	Кукурудза	Ячмінь	Горох	Ячмінь	Цукрові буряки
10	Кукурудза	Ячмінь	Кукурудза	Ячмінь	Цукрові буряки
12	Ячмінь	Кукурудза	Кукурудза	Ячмінь	Цукрові буряки
15	Кукурудза	Горох	Кукурудза	Ячмінь	Цукрові буряки
16	Кукурудза	Кукурудза	Кукурудза	Ячмінь	Цукрові буряки

Розміщення варіантів систематичне. Повторність досліду триразова. Посівна площа ділянок - 168 м2, облікова - 80 м2. Технологія вирощування всіх культур безгербіцидна і загальноприйнята для умов зони. На кожний гектар сівозмінної площі вносили по 10 т гною (по 50 т/га під цукрові буряки) та N60P60K60. Сівозміни між собою різнилися як складом культур, так і їх чергуванням, маючи при цьому одне спільне поле цукрових буряків, які в досліді використовувались як тестова культура, на посівах якої і проводили визначення впливу сівозмін на агрофізичні показники родючості чорнозему опідзоленого та на умови вирощування даної культури в такі строки і за такими методами: щільність ґрунту - у фазі змикання листя в міжряддях методом ріжучих кілець в модифікації М.А. Качинського; агрегатний стан ґрунту - у фазі змикання листя в міжряддях методом М.І. Савінова; вологість ґрунту - на початку вегетації та перед збиранням урожаю термостатно-ваговим методом з наступним перерахунком на доступні запаси вологи; ураження рослин коренеїдом - через 10 днів після появи повних сходів, аналізуючи 100 рослин по діагоналі ділянок; засміченість ґрунту насінням бур'янів - шляхом відбору зразків ґрунту у фазі змикання листя в міжряддях з наступним відмиванням водою на ситах з отвором 0,25 мм; забур'яненість посівів - у фазі вилочки та змикання листя в міжряддях цукрових буряків кількісним методом в поєднанні з визначенням видового складу бур'янів; вміст гумусу - за Б.А. Нікітіним. Баланс гумусу в ґрунті різних сівозмін проводився розрахунковим методом. Облік урожаю проводили суцільним методом з усієї облікової площі. Вміст цукру та інші технологічні показники якості коренеплодів цукрових буряків визначали в лабораторії ФІЦБ на автоматичній лінії “Venema”. Продуктивність сівозмін з врахуванням урожайності культур починаючи з 1995 р. визначали розрахунковим методом за загальними показниками і виходом на 1 га ріллі зернової продукції та коренеплодів. В основу розрахунків економічної ефективності (за цінами 2003 р.) були покладені методики ВАСГНІЛ, УААН та інституту зернового господарства УААН, методичні рекомендації Інституту аграрної економіки УААН, а також матеріали первинного та бухгалтерського обліку. Результати досліджень підлягались статистичній обробці з використанням дисперсійного та інших аналізів.

Агрофізичний стан ґрунту в сівозмінах з різними зернофуражними культурами

Аналізуючи щільність по роках в межах кожного шару ґрунту в полі цукрових буряків нашого досліду можна відмітити відсутність закономірних змін цього показника в різних за структурою посівних площ сівозмінах, а якщо ці зміни і були, то вони були неістотними, тому що в шарі 0-30 см найбільша різниця за показником щільності ґрунту між варіантами в 2001, 2002 і 2003 роках була менша за найменшу різницю в ці роки.

Не вплинув набір культур в досліджуваних сівозмінах і на структуру ґрунту, яка може розглядатись як регулятор комплексу ґрунтових умов життя рослин через фізичний стан ґрунту. Оскільки в середньому за три роки найбільша різниця між варіантами за коефіцієнтом структурності ґрунту не перевищує 0,12 при 2,57 в сівозміні № 5 і 2,45 в сівозміні № 3, які відрізнялись між собою лише чергуванням культур та заміною ячменю на горох, а проміжне місце за цим показником займали і були практично на одному рівні сівозміни № 2, 10, 12, 15 та 16 з часткою просапних культур 40, 60 та 80 %, то можна зробити висновок, що структура посівних площ і зокрема співвідношення просапних і культур звичайної рядкової сівби мало впливає на структурний стан чорнозему опідзоленого.

Запаси доступної вологи під посівами цукрових буряків при насиченні сівозмін різними зернофуражними культурами

Визначення запасів доступної вологи в шарі ґрунту 0-100 см показало, що заміна серед попередників цукрових буряків озимої пшениці ярим ячменем, а серед їх передпопередників гороху кукурудзою не призводить до закономірних та істотних змін водного режиму в полі цукрових буряків. Так, в середньому за три роки запаси доступної вологи при сівбі цукрових буряків та на кінець їх вегетації знаходились відповідно в межах 160,9-153,9 і 99,1-95,6 мм, а різниці між усіма варіантами досліду протягом всіх років досліджень за вище вказані періоди були неістотними.

Баланс гумусу в сівозмінах з різною структурою посівних площ

Розрахунок балансу гумусу на основі порівняння статей його надходження та втрат показав, що за відсутності використання органічних добрив в цілому по досліді він є від'ємним, проте найменший його дефіцит (0,378 та 0,375 т/га) відмічено в сівозмінах № 2 та 3 з типовим набором культур. Майже до однакового балансу гумусу приводила заміна ячменю на горох в сівозміні № 5 та озимої пшениці на ячмінь в сівозмінах № 6 та 9. Відносна різниця до контролю (сівозміна № 2) при цьому була в межах 16,7-20,9 %.

Значно більшим розрахунковий дефіцит гумусу був при розширенні частки кукурудзи до 40 % як за рахунок ячменю в сівозміні № 4 (0,484 т/га), так і за рахунок гороху в сівозмінах № 10 та 12 - 0,481 та 0,492 т/га відповідно. Розширення посівів кукурудзи до 60 % в структурі посівних площ зумовило найбільший дефіцит гумусу - 0,602 т/га.

Результати ґрунтового аналізу показали, що при заміні культур з більшою кількістю рослинних решток культурами з меншою їх кількістю а також культур, під якими мінералізується менша кількість гумусу, культурами, при вирощуванні яких мінералізація підвищується, чітко спостерігається тенденція до зниження вмісту гумусу в ґрунті. Якщо при заміні озимої пшениці ярим ячменем в сівозмінах № 6 та 9 зниження вмісту становить 0,01 %, то подальше зниження вмісту гумусу в сівозмінах № 5, 4, 10, 12 пов'язане із розширенням посівів гороху замість ячменю та кукурудзи за рахунок гороху та ячменю. А найбільшим та достовірним до контролю зниженням вмісту гумусу в орному шарі ґрунту виділяються сівозміни № 15 та 16 з часткою кукурудзи 40 та 60 %.

Проведений кореляційний аналіз результатів розрахункового балансу гумусу і фактичного його вмісту в ґрунті вказав на наявність між ними зворотного та близького до повного зв'язку (r = - 0,94) та дав можливість за допомогою рівняння регресії У = 3,62 - 0,49Х близький до фактичного вміст гумусу в ґрунті визначати балансовим методом.

Вплив насичення п'ятипільних сівозмін просапними культурами на ураженість сходів цукрових буряків коренеїдом

Оскільки схема досліду передбачає в окремих варіантах розширення частки просапних культур, було висунуто припущення про те, що інтенсивний механічний обробіток під ними негативно впливатиме на структуру ґрунту, а через неї - і на мікробіологічну діяльність в ґрунті та буде сприяти розвитку збудників коренеїду, кількість яких, згідно літератури, збільшується при ущільненні верхнього шару.

Проте в наших дослідженнях, як відмічалось вище, показники щільності ґрунту в шарі 0-10 см в полі цукрових буряків в сівозмінах з різним насиченням просапними культурами були майже однаковими. Відповідно і при визначенні ураження рослин цукрових буряків коренеїдом не було встановлено чіткої залежності цього показника від частки просапних культур у сівозміні, який в середньому за три роки в межах досліду коливався 7,3 до 9,8 %, а неістотність різниці між окремими варіантами стосовно ураженості сходів цукрових буряків коренеїдом підтверджувалась також результатами математичного аналізу якісної мінливості.

короткоротаційний сівозміна зернофуражний культура

Засміченість ґрунту насінням бур'янів та забур'яненість посівів цукрових буряків

В наших дослідженнях засміченість орного шару ґрунту насінням бур'янів у фазі змикання листя в міжряддях цукрових буряків наприкінці другої ротації 5-пільних сівозмін (в середньому за 2002-2003 рр.) в певній мірі залежала від структури зернової групи в досліджуваних сівозмінах. При цьому найменшою вона була в сівозмінах № 2 і 3 (відповідно 101,5 та 119,5 млн шт./га), де чергуються озимі культури з ярими, бобові - з небобовими, а культури звичайного рядкового способу сівби - з просапними. Зростають запаси насіння бур'янів в ґрунті на 33,8-60,7 % при заміні озимої пшениці ярим ячменем (при порівнянні сівозмін № 2 і 6 та № 3 і 9), а також на 68,1 % при включенні в сівозміну другого поля гороху замість поля ячменю (порівняння між собою сівозмін № 2 і 5).

Засміченість ґрунту насінням бур'янів зростала на 80,1 % і в сівозміні, де введення другого поля кукурудзи супроводжувалось використанням повторного посіву цієї культури, про що свідчить порівняння між собою сівозмін № 12 і 10.

Особливо різко підвищувалась засміченість ґрунту насінням бур'янів в сівозміні № 16, де частка кукурудзи в структурі посівних площ складає 60 % і де в двох полях використовується повторний посів цієї культури: в одному - другий, а в іншому - третій рік підряд. В цьому варіанті запаси насіння бур'янів в ґрунті порівняно з усіма іншими сівозмінами досліду в 2002 і 2003 рр. були істотно більшими і це збільшення сягало відповідно 62,6 і 293,4 %. Зумовлювалось це тим, що в повторних посівах кукурудзи в другій половині вегетації культурних рослин появлялась значна кількість післяжнивних бур'янів, які до збирання врожаю дозрівали і поповнювали ґрунтові запаси свіжим насінням, яке могло бути джерелом поширення бур'янів на посівах переважно пізніх ярих культур, а не тестової культури цукрових буряків. Нами не встановлено певної залежності між запасами насіння бур'янів в шарі 0-10 см та забур'яненістю посівів цукрових буряків у фазі вилочки (рис.1).

Рис. 1. Засміченість ґрунту насінням бур'янів (млн шт./га) в шарі 0-10 см у фазі змикання листя в міжряддях цукрових буряків наприкінці другої ротації 5-пільних сівозмін та забур'яненість їх посівів (шт./м2) у фазі вилочки (середнє за 2002-2003 рр.)

Це, на нашу думку, пов'язано з видовим складом насіння бур'янів, а не з їх кількістю, оскільки при більш детальному аналізі цифрового матеріалу виявилось що найвищою забур'яненістю виділялись посіви буряків у сівозмінах № 2, 3, 4, 5, 6, та 9, що містять в якості передпопередника горох, який сприяє поширенню ранніх ярих бур'янів і зокрема гірчиці польової.

При заміні цього передпопередника кукурудзою та при розширенні площі останньої до 40 та 60 % (сівозміни № 10, 12, 15 та 16) відмічено різке та істотне зниження забур'яненості посівів цукрових буряків за рахунок меншої кількості ранніх ярих бур'янів, хоч потенційна забур'яненість в цих варіантах була найвищою.

У фазі змикання листя в міжряддях забур'яненість посівів тестової культури помітно знижувалась в межах всього досліду за рахунок зменшення загальної кількості малорічних бур'янів, але на цей час істотно вищою забур'яненістю виділялись посіви у сівозмінах з повторним вирощуванням кукурудзи (варіанти № 4, 12 та 16) за рахунок збільшення у видовому складі частки пізніх ярих видів бур'янів. Так, якщо в середньому за два роки у сівозмінах № 2, 3, 5, 6 та 9 (20 % кукурудзи) мишій сизий займав 21,5-24,1 %, а у варіантах № 10 та 15 (40 % кукурудзи) при чергуванні кукурудзи з ячменем та горохом - відповідно 26,1 та 25,8 %, то з повторними посівами кукурудзи у решти варіантів його частка зростала до 30,4-37,1 % від загальної кількості всіх бур'янів. Ще більше в цих сівозмінах було плоскухи звичайної (34,4 - 47,4 %).

Стосовно ж багаторічних бур'янів, то як і у фазі вилочки, так і у фазі змикання листя в міжряддях цукрових буряків в розрізі досліду чітко спостерігається тенденція до зменшення їх кількості при збільшенні частки просапних культур в сівозміні, технологія вирощування яких передбачає міжрядні обробітки, що й було причиною виснаження та знищення багаторічних бур'янів.

Урожайність сільськогосподарських культур залежно від попередників і структури посівних площ у сівозміні

В нашому досліді згідно його схеми поряд із зернофуражними культурами озима пшениця в сівозмінах 2-5 висівалась після одного попередника - гороху, і її урожайність протягом обох років досліджень у всіх варіантах була практично однаковою, тому що в 2001 році різниця між варіантами знаходилась в межах 1,8 ц/га, а в 2002 році - в межах 1,9 ц/га при НІР05 відповідно 2,6 і 2,1 ц. Звідки можна зробити висновок, що вплив структури посівних площ у сівозміні на урожайність цієї культури був неістотним. Доказом неістотності впливу структури посівних площ сівозмін 2-5 була також практично однакова урожайність ячменю, який в 2003 році, вирощувався після гороху замість озимої пшениці, посіви якої внаслідок вкрай несприятливих умов перезимівлі загинули.

Середньозважена з різних сівозмін урожайність гороху після цукрових буряків та кукурудзи протягом всіх років була практично однаковою, а після ячменю в середньому за три роки по відношенню до просапних попередників вона знижувалась на 2,6-3,0 ц/га (табл. 2). На урожайність гороху після одного і того ж попередника впливала і частота повернення цієї культури на поле. Так, у сівозмінні № 5 при поверненні цієї культури через рік її урожайність після кукурудзи протягом всіх років досліджень істотно знижувалась порівняно із сівозмінами, де горох повертався на попереднє місце вирощування через 3-4 роки.

Найвищою продуктивністю ячменю виділялись його посіви після гороху, а після кукурудзи і цукрових буряків урожайність ячмінного зерна в середньому за три роки була нижчою відповідно на 7,1 і 12,8 ц/га або на 17,2 і 31,1 % (табл. 3).

Таблиця 2. Урожайність гороху після різних попередніх культур, ц/га

Номер сівозміни	Попередня сівозмінна ланка	Рік	Середнє
		2001	2002	2003
2	Озима пшениця-цукрові буряки-ячмінь-кукурудза	22,0	25,0	22,5	23,2
6	Ячмінь-цукрові буряки-ячмінь-кукурудза	22,3	27,1	22,1	23,8
4	Озима пшениця-цукрові буряки-кукурудза-кукурудза	24,7	25,9	22,9	24,5
5	Озима пшениця-цукрові буряки-горох-кукурудза	20,8	24,9	19,0	21,6
15	Кукурудза-ячмінь-цукрові буряки-кукурудза	23,4	28,2	22,8	24,8
Середньозважене стосовно попередника кукурудзи	22,6	26,2	21,9	23,6
3	Озима пшениця-цукрові буряки-кукурудза-ячмінь	21,1	22,1	18,9	20,7
9	Ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-ячмінь	20,4	23,5	19,6	21,2
Середньозважене стосовно попередника ячменю	20,8	22,8	19,3	21,0
5	Кукурудза-горох-озима пшениця-цукрові буряки	22,6	26,3	23,2	24,0
НІР05	2,9	3,2	2,5

Порівняння середньозважених по окремих попередниках показників урожайності кукурудзи показало (табл. 4), що в 2001 році практично однаковими вони були після гороху, ячменю та цукрових буряків (різниця не перевищувала 0,8 ц/га), тоді як в повторних посівах кукурудзи по відношенню до вище вказаних попередників урожайність знижувалась на 6,6-7,4 ц/га при найменшій істотній різниці 5,1 ц/га.

Істотно знижувалась урожайність кукурудзи після кукурудзи і в наступні роки: на 5,2 -8,0 ц/га в 2002 році і на 5,3 - 9,2 ц/га в 2003 році при НІР05 4,4 ц/га та 5,3 ц/га відповідно.

Для вияву сили впливу насичення сівозмін окремими зернофуражними культурами на урожайність основної продукції інших культур цієї групи нами було проведено визначення кореляційного відношення, яке показало, що сильним був зв'язок між урожайністю гороху (Юух = 0,78 ± 1,89) та ячменю (Юух = 0,71 ± 0,33) із часткою кукурудзи в сівозміні. Середнім по силі був зв'язок урожайності кукурудзи з часткою ячменю в сівозміні (Юух = 0,36 ± 2,84). Використовуючи показник індекса детермінації, можна зробити висновок, що частка впливу ячменю як попередника для кукурудзи у формуванні врожайності останньої становить лише 13 %, в той час як частка впливу кукурудзи на варіювання урожайності ячменю та гороху сягає 51-61 %.

Таблиця 3. Урожайність ячменю після різних попередніх культур, ц/га

Номер сівозміни	Попередня сівозмінна ланка	Рік	Серед-нє
		2001	2002	2003
2	Кукурудза-горох-озима пшениця-цукрові буряки	26,7	29,8	28,8	28,4
6	Кукурудза-горох-ячмінь-цукрові буряки	24,9	34,0	28,2	29,0
12	Кукурудза-кукурудза-ячмінь-цукрові буряки	25,4	31,2	27,1	27,9
Середньозважене стосовно попередника цукрових буряків	25,7	31,7	28,0	28,4
6	Цукрові буряки-ячмінь-кукурудза-горох	37,6	40,7	43,0	40,4
9	Цукрові буряки-кукурудза-ячмінь-горох	38,3	44,5	42,8	41,9
Середньозважене стосовно попередника гороху	38,0	42,6	42,9	41,2
10	Цукрові буряки-кукурудза-ячмінь-кукурудза	31,7	34,6	32,9	33,1
15	Цукрові буряки-кукурудза-горох-кукурудза	33,6	37,8	38,8	36,7
3	Горох-озима пшениця-цукрові буряки-кукурудза	27,0	37,4	30,8	31,7
9	Горох-ячмінь-цукрові буряки-кукурудза	30,3	38,1	31,9	33,4
10	Кукурудза-ячмінь-цукрові буряки-кукурудза	31,3	32,0	31,1	31,5
12	Цукрові буряки-ячмінь-кукурудза-кукурудза	36,5	38,0	34,6	36,4
16	Цукрові буряки-кукурудза-кукурудза-кукурудза	35,2	35,2	37,9	36,1
Середньозважене стосовно попередника кукурудзи	32,2	36,2	34,0	34,1
НІР05	2,9	3,2	3,9

Таблиця 4. Урожайність кукурудзи після різних попередніх культур, ц/га

Номер сівозміни	Ланка сівозміни	Рік	Серед-нє
		2001	2002	2003
5	Горох-озима пшениця-цукрові буряки-горох	47,2	53,2	53,3	51,2
15	Ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-горох	43,6	54,9	53,1	50,5
Середньозважене стосовно попередника гороху	45,4	54,1	53,2	50,9
2	Горох-озима пшениця-цукрові буряки-ячмінь	45,6	55,9	51,5	51,0
6	Горох-ячмінь-цукрові буряки-ячмінь	46,1	55,1	52,0	51,1
12	Кукурудза-ячмінь-цукрові буряки-ячмінь	48,1	57,2	52,4	52,6
10	Ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-ячмінь	44,0	56,6	51,3	50,6
Середньозважене стосовно попередника ячменю	46,0	56,2	51,8	51,3
3	Ячмінь-горох-озима пшениця-цукрові буряки	46,5	57,4	56,1	53,3
4	Кукурудза-горох-озима пшениця-цукрові буряки	43,5	54,7	56,6	51,6
9	Ячмінь-горох-ячмінь-цукрові буряки	45,0	55,9	54,8	51,9
10	Ячмінь-кукурудза-ячмінь-цукрові буряки	48,4	56,8	55,7	53,6
15	Горох-кукурудза-ячмінь-цукрові буряки	45,7	59,0	55,9	53,5
16	Кукурудза-кукурудза-ячмінь-цукрові буряки	47,8	57,6	55,2	53,5
Середньозважене стосовно попередника цукрових буряків	46,2	56,9	55,7	52,9
12	Ячмінь-цукрові буряки-ячмінь-кукурудза	39,4	52,1	45,2	45,6
4	Горох-озима пшениця-цукрові буряки-кукурудза	37,0	47,1	50,1	44,7
16	Кукурудза-ячмінь-цукрові буряки-кукурудза	40,6	50,8	49,7	47,0
16	Ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-кукурудза	38,1	45,6	41,1	41,6
Середньозважене стосовно попередника кукурудзи	38,8	48,9	46,5	44,7
НІР05	5,1	4,4	5,3

Цукрові буряки як тестова культура згідно схеми досліду розміщувались після озимої пшениці на фоні гороху, а також після ячменю на фоні гороху та кукурудзи. Це дозволило встановити, що заміна традиційного попередника нетрадиційним як і зміна передпопередників не впливали на продуктивність

посівів тестової культури, оскільки різниця між відповідними варіантами кожного року знаходилась в межах похибки досліду. Не вплинули вище вказані елементи сівозмін і на основний показник якості коренеплодів - їх цукристість, зміна якої по варіантах за всі роки досліджень виявилась неістотною, тому й майже однаковим при цьому виявився імовірний вихід цукру.

Продуктивність сівозмін залежно від насичення різними зернофуражними культурами

Продуктивність 5-пільних сівозмін в середньому за 1995-2002 рр. показала (табл. 5) що досліджувані варіанти значно різнилися за виходом зернової продукції, коли до зниження цього показника призводило розширення посівів гороху замість ячменю (№ 5) та заміна в структурі зернової групи озимої пшениці ярим ячменем (№ 6 і 9).

Розширення посівів кукурудзи за рахунок гороху та ячменю в сівозмінах № 4, 10, 12, 15 і 16 сприяло підвищенню їх продуктивності за виходом зернової продукції та кормових одиниць. При цьому не зростав лише вихід перетравного протеїну, що зумовлено відносно нижчою забезпеченістю продукції кукурудзи протеїном порівняно з продукцією інших зернофуражних культур.

Менше позначалось на продуктивності сівозмін за більшістю показників чергування культур при одній і тій же структурі посівів зернових (порівняння сівозмін 2 і 3, 6 і 9 та 10 і 12).

Економічна ефективність використання 5-пільних сівозмін з різною структурою посівних площ зернових культур

Аналіз економічної ефективності використання п'ятипільних сівозмін, розрахованої на основі порівняння вартості одержаної продукції та витрат на неї показав, що при заміні традиційного попередника цукрових буряків ячменем (порівняння сівозмін 2 та 6, а також 3 та 9) загальні витрати зменшувались на 89-88 грн/га, проте при цьому отримано й меншу кількість продукції з дещо вищою собівартістю, через що чистий дохід за рахунок такого заходу зменшився на 60-33 грн/га, а рівень рентабельності - з 25,0 до 23,0 та з 25,3 до 24,8 %.

Значно помітніше впливало на економічні показники розширення посівів гороху за рахунок ячменю до 40 % сівозмінної площі у варіанті № 5. Хоч затрати при цьому зростали лише на 0,4 % порівняно до контролю. Але за рахунок помітного зменшення виходу продукції собівартість кормових одиниць в даній сівозміні зростала до 26,67 грн/ц при зменшенні чистого доходу та рівня рентабельності до найнижчих серед усіх варіантів показників.

Таблиця 5. Основні показники продуктивності та економічної ефективності 5-пільних сівозмін з різною структурою зернової групи (середнє за 1995-2002 рр.)

Номер сівозміни	Вихід з 1 га сівозмінної площі, ц	Чистий дохід, грн/га	Рівень рентабельності, %
	коренеплодів	зерна	кормових одиниць	перетравного протеїну
		всього	в тому числі
			озимої пшениці	ярого ячменю	кукурудзи	гороху
2	59,0	34,7	10,3	7,0	12,2	5,2	75,1	5,01	495	25,0
3	57,8	35,1	10,3	7,3	12,6	4,9	75,3	5,00	502	25,3
4	56,6	38,8	10,3	-	23,2	5,3	84,0	5,30	733	35,9
5	59,0	32,7	10,5	-	11,8	10,4	71,4	5,47	380	19,2
6	57,6	32,2	-	15,4	11,6	5,2	70,6	4,61	435	23,0
9	56,2	32,0	-	11,9	16,0	5,1	71,6	4,66	469	24,8
10	58,2	38,6	-	14,8	23,8	-	84,9	4,50	842	43,0
12	57,4	37,5	-	14,3	23,2	-	82,8	4,39	773	39,5
15	57,8	37,4	-	8,3	23,9	5,2	82,4	5,02	767	39,3
16	57,6	41,3	-	7,7	33,6	-	91,8	4,67	1015	50,4

Значний економічний ефект забезпечує розширення посівів кукурудзи до 40 в сівозмінах № 4, 10, 12, 15 та до 60 % в сівозміні № 16. Хоч технологія її вирощування і передбачає значні капіталовкладення, отримана продукція в даних варіантах повністю виправдовує ці затрати, оскільки рентабельність при використанні даних сівозмін сягає найвищого рівня в досліді.

Розширення посівів ячменю до 40 % в сівозміні № 12 з повторними посівами кукурудзи сприяє збільшенню чистого доходу до 773 грн/га і підвищенню рівня рентабельності до 39,5 %. Коли ж при даній структурі посівних площ змінити чергування культур в сівозміні № 10 за рахунок переривання повторного посіву кукурудзи ярим ячменем, то чистий дохід збільшується на 69 грн/га, а рівень рентабельності підвищується до 43,0 %. Проте найвищий економічний ефект при рентабельності 50,4 % отримано в сівозміні № 16 з трьома полями кукурудзи, де чистий дохід сягає 1015 грн/га.

Висновки

В дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукового завдання щодо розробки короткоротаційних сівозмін з насиченням різними зерновими культурами, вирощування яких поєднується з основною в бурякосіючих районах технічною культурою цукровими буряками. За результатами досліджень зроблено наступні висновки:

Для новоутворених сільськогосподарських підприємств з невеликими площами орних земель і обмеженим набором культур, що мають вузьку спеціалізацію, та у зв'язку із взятим курсом держави на відтворення тваринницької галузі велике значення має запровадження короткоротаційних сівозмін з виробництва фуражного зерна, які в умовах Лісостепу вивчені недостатньо.

Чергування зернових культур у сівозмінах, розширення посівів гороху до 40 % і кукурудзи до 40 та 60 % за рахунок ячменю, а також заміна озимої пшениці ярим ячменем як попередника цукрових буряків не призводить до значних змін показників щільності та структурного стану ґрунту в орному шарі.

Структура посівних площ зерно-бурякових сівозмін суттєво не впливає на весняні запаси доступної вологи в метровому шарі ґрунту під посівами тестової культури цукрових буряків, які на час сівби в середньому за три роки після озимої пшениці знаходились в межах 160-161 мм, а після ячменю коливались від 154 до 159 мм.

Істотне до контролю зниження вмісту гумусу - на 0,08-0,10 % - відбувається при заміні в короткоротаційних сівозмінах ячменю та гороху кукурудзою зі збільшенням частки останньої до 40 та 60 % в структурі посівних площ, що зумовлено, згідно джерел літератури, вищим рівнем мінералізації органічної речовини ґрунту.

Насичення короткоротаційних сівозмін кукурудзою, а також заміна одних зернових звичайного рядкового способу сівби іншими не супроводжується закономірними змінами ступеня ураження сходів цукрових буряків коренеїдом, хоч різниця між окремими варіантами за цим показником в середньому за три роки сягала 2,5 % з коливанням абсолютних величин від 7,3 до 9,8 %.

Структура зернової групи в сівозмінах суттєво впливає на засміченість ґрунту насінням бур'янів. Особливо різке збільшення цього показника відмічено при вирощуванні кукурудзи в повторних посівах варіанту № 16, де запаси насіння порівняно з усіма іншими сівозмінами досліду в 2002 і 2003 рр. були більшими відповідно на 49,8-315 та 76,1-276 %.

Структура посівних площ в значній мірі визначає рівень забур'яненості посівів та впливає на видовий склад бур'янів, коли вирощування в сівозміні гороху супроводжувалось поширенням ранніх ярих видів, а повторні посіви кукурудзи сприяли зростанню забур'яненості на 45-75 % за рахунок мишію сизого та плоскухи звичайної, які для кукурудзи є специфічними бур'янами. Збільшення частки кукурудзи з 20 до 40 та 60 % сприяло очищенню посівів від багато річних бур'янів.

Структура посівних площ у сівозмінах неістотно впливала на урожайність озимої пшениці, рівень якої в середньому за два роки знаходився в межах 54,5-56,1 ц/га.

Кращими для гороху попередниками виявились просапні культури, після яких урожайність в середньому за три роки була в межах 23,2-24,8 ц/га, а при збільшенні в структурі посівних площ частки гороху до 40 % в сівозміні № 5 за рахунок частішого повернення його на попереднє місце вирощування цей показник знижувався до 21,6 ц/га.

Для ячменю кращим попередником виявився горох, після якого середня за три роки урожайність склала 40,4-41,9 ц/га, а серед просапних попередників перевага була за кукурудзою, після якої середньозважений показник урожайності становив 34,1 ц/га або був на 5,7 ц/га вищим, ніж після цукрових буряків. В меншій мірі на урожайність ячменю впливала структура посівних площ у сівозміні.

Для кукурудзи всі попередники, крім повторних посівів, виявились практично рівнозначними, хоча в окремих випадках при порівнянні середньозваженого показника деяку перевагу (на 1,6-2,0 ц/га) мали цукрові буряки. Структура ж посівних площ істотно впливала на урожайність кукурудзи лише у випадку, коли насичення нею сівозмін супроводжувалось вирощуванням її три роки підряд на одному полі. Урожайність при цьому в середньому за три роки знижувалась до 41,6 ц/га при 44,7-53,6 ц/га в інших варіантах.

Заміна озимої пшениці ярим ячменем в якості попередника цукрових буряків як і використання різних передпопередників та співвідношення зернофуражних культур у сівозміні в цілому суттєво не впливало на продуктивність посівів тестової культури цукрових буряків: урожайність коренеплодів в середньому за три роки коливалась від 283 до 297 ц/га, а розрахунковий вихід цукру - від 39,8 до 41,8 ц/га.

За загальними показниками продуктивності серед усіх варіантів кращою була сівозміна № 16 з трьома полями кукурудзи, де вихід зерна з 1 га сівозмінної площі становив 41,3 ц і кормових одиниць - 91,8 ц при низькому їх забезпеченні перетравним протеїном. При збільшенні частки гороху з 20 до 40 % зростав лише вихід перетравного протеїну при зниженні інших показників продуктивності, в той час як збільшення частки ячменю до 40 % за рахунок озимої пшениці супроводжувалось зниженням всіх показників продуктивності.

При розширенні в сівозміні посівів гороху до двох полів за рахунок ячменю зростають матеріально-грошові витрати (до 1976 грн/га) з одночасним зменшенням чистого доходу (до 380 грн/га). Збільшення в сівозмінах частки ячменю до 40 % за відповідного зменшення частки озимої пшениці зумовлює одержання найменшого (435-469 грн/га) чистого доходу, а найвищий економічний ефект отримано при розширенні посівів кукурудзи, хоч при цьому зростали і матеріально-грошові витрати. За чистим доходом найбільшу перевагу має сівозміна з 60 % кукурудзи, де при рентабельності 50,4 % він складає 1015 грн/га при 733-842 грн/га в інших варіантах.

Рекомендації виробництву

Для сільськогосподарських підприємств різних форм господарювання, що спеціалізуються на виробництві яловичини, доцільно впроваджувати сівозміну з високим насиченням кукурудзою (ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-кукурудза-кукурудза). Для господарств що спеціалізуються на виробництві свинини рекомендовано до використання 5-пільну сівозміну з двома полями ячменю та кукурудзи (ячмінь-цукрові буряки-кукурудза-ячмінь-кукурудза).

Для запобігання збіднення ґрунту на органічну речовину при використанні даних сівозмін потрібно згідно даних наукової літератури передбачати використання підвищених норм гною чи загортання в ґрунт побічної продукції зернових культур.

Перелік опублікованих праць за темою дисертації

1. Усик С.В., Опришко В.П., Єщенко В.О. Агрофізичні характеристики орного шару в сівозмінах з короткою ротацією при різному насиченні зернофуражними культурами // Біологічні науки і проблеми рослинництва: Зб. наук. пр. УДАУ. - Умань, 2003. - С. 648-654. (Особистий внесок - проведення досліджень і написання статті).

2. Усик С.В. Ураженість сходів цукрових буряків коренеїдом в 5-пільних сівозмінах з різними зернофуражними культурами // Матеріали Всеукраїнської конференції молодих вчених: Зб. наук. пр. - Умань, 2004. - С. 52-54.

3. Усик С.В. Забур'яненість посівів цукрових буряків в 5-пільних сівозмінах з різними зернофуражними культурами // Зб. наук. пр. УДАУ. - Умань, 2005. - Вип. 59. - С. 101-108.

4. Єщенко В.О., Опришко В.П., Усик С.В. Продуктивність короткоротаційних сівозмін з різним насиченням зернофуражними культурами // Вісник аграрної науки Причорномор'я (спеціальний випуск): Зб. наук. пр. МДАУ. - Миколаїв, 2003. - Вип. 3 (23). - С. 66-70. (Особистий внесок - проведення досліджень і написання статті).

5. Усик С.В. Загальна продуктивність 5-пільних сівозмін з різним насиченням зернофуражними культурами // Тези наукової конференції: Зб. наук. пр. - Умань, 2005. - С. 44-45.

6. Усик С.В., Єщенко В.О., Опришко В.П. Урожайність зернових культур залежно від попередників та насичення ними п'ятипільних сівозмін // Зб. наук. пр. УДАУ. - Умань, 2005. - Вип. 61. - С. 207-214. (Особистий внесок - проведення досліджень і написання статті).

Анотація

Усик С.В. Агроекологічне обґрунтування насичення коротко-ротаційних сівозмін різними зернофуражними культурами у південній частині Лісостепу України. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 - загальне землеробство. - Дніпропетровський державний аграрний університет, Дніпропетровськ, 2007.

В дисертації представлені результати досліджень стосовно впливу набору різних за біологічними особливостями і технологією вирощування зернофуражних культур у короткоротаційних сівозмінах на зміну агрофізичних властивостей ґрунту та запасів доступної вологи, на вміст гумусу в ґрунті, на фітосанітарний стан посівів цукрових буряків, урожайність озимої пшениці, гороху, ячменю, кукурудзи і цукрових буряків та на продуктивність сівозмін і економічну ефективність їх використання.

За результатами досліджень рекомендовано виробництву до впровадження сівозміни з високим насиченням кукурудзою та ячменем при одночасному використанні підвищених норм гною чи загортання в ґрунт побічної продукції зернових культур для запобігання збіднення ґрунту на органічну речовину.

Ключові слова: озима пшениця, горох, ячмінь, кукурудза, цукрові буряки, попередники, сівозміни, умови вирощування, продуктивність, економічна ефективність.

Аннотация

Усык С.В. Агроэкологическое обоснование насыщения коротко-ротационных севооборотов различными зернофуражными культурами в южной части Лесостепи Украины. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 - общее земледелие. - Днепропетровский государственный аграрный университет, Днепропетровск, 2007.

В диссертации приведен анализ влияния набора разных зернофуражных культур в короткоротационных севооборотах на агрофизические свойства почвы, условия выращивания тестовой культуры (сахарной свеклы), урожайность озимой пшеницы, гороха, ячменя, кукурузы и сахарной свеклы, продуктивность и экономическую эффективность использования изучаемых севооборотов.

Установлено, что насыщение севооборотов разными зернофуражными культурами не влияет на плотность сложения и структуру почвы, содержание в ней доступной влаги, а также на поражаемость всходов сахарной свеклы корнеедом, в то время как содержание гумуса в почве уменьшалось на достоверную величину по отношению к контролю, при увеличении удельного веса кукурузы за счет ярового ячменя и гороха.

По мере насыщения севооборота кукурузой с использованием ее повторных посевов увеличивалась и засоренность почвы семенами сорняков, однако засоренность посевов тестовой культуры малолетними сорняками определялась главным образом влиянием предпредшественника свеклы гороха или кукурузы: в начале вегетации засоренность свеклы была выше в севооборотах с предпредшественником горохом, а на период смыкания листьев в междурядьях - где тестовая культура возделывалась в звене с кукурузой. Количество же многолетников уменьшалось по мере насыщения севооборота кукурузой.

Влияние структуры посевных площадей на урожайность озимой пшеницы при размещении ее после гороха было не существенным.

Для гороха кукуруза, ячмень и сахарная свекла оказались равнозначными предшественниками, а существенное снижение его урожайности отмечено при расширении посевов этой бобовой культуры до 40 % в структуре посевных площадей ввиду сокращения сроков возврата гороха на прежнее место возделывания.

Для ячменя лучшим предшественником оказался горох, а худшим - сахарная свекла, после которой ухудшались условия влагообеспеченности растений последующей культуры в засушливые годы.

Урожайность кукурузы после таких предшественников как горох, ячмень и сахарная свекла была практически одинаковой, тогда как использование повторных посевов при увеличении удельного веса этой культуры до 60 % в структуре посевных площадей способствовало существенному снижению продуктивности посевов кукурузы.

Замена озимой пшеницы в качестве предшественника сахарной свеклы ячменем как и изменение в структуре севооборота видового состава зерновых культур не отражалось на продуктивности тестовой культуры.

При определении продуктивности изучаемых севооборотов более высокими показателями выделялись вариант № 16 с тремя полями кукурузы и № 10 с двумя полями кукурузы и столько же ячменя. В этих севооборотах получен и самый высокий экономический эффект.

Поэтому для внедрения в производство рекомендовано севообороты с высоким насыщением кукурузой и ячменем при одновременном использовании увеличенных норм органических удобрений или заделкой в почву нетоварной части продукции зерновых культур для предотвращения потерь в почве органических веществ.

Ключевые слова: озимая пшеница, горох, ячмень, кукуруза, сахарная свекла, предшественники, севооборот, условия выращивания, продуктивность, экономическая эффективность.

Annotation

Usyk S.V. Agroecological substantiation of the saturation of short-term rotations with different feed grain crops in the Southern part of the Forest - Steppe zone of Ukraine. - Manuscript.

Dissertation on getting a scientific degree of a candidate of agricultural sciences in speciality 06.01.01 - general agriculture. - Dnipropetrovsk state Agrarian university, Dnipropetrovsk, 2007.

The thesis presents the research results in reference to the influence of different, as to their biological peculiarities and production technology, feed-grain crops grown in short- term rotations on the change of agro-physical properties of soil and reserves of available moisture, on humus content in the soil, on phyto-sanitary state of sugar-beet fields, the yielding capacity of winter wheat, peas, barley, maize and sugar-beets and on the crop rotation productivity and economic efficiency of their usage.

According to the research results, crop rotations are recommended to be introduced into production with high substantiation of maize and barley at the simultaneous usage of increased manure norms or plowing into the soil of by-grain crops products for prevention of soil impoverishment on organic substance.

Key words: winter wheat, peas, barley, maize, sugar-beets, predecessors, crop rotations, growing conditions, productivity, economic efficiency.

Размещено на Allbest.ru