|
Національний аграрний університет
ТАНЧИК СЕМЕН ПЕТРОВИЧ
УДК 632.51:633.15 (477.4)
НАУКОВЕ ОБГРУНТУВАННЯ АГРОЕКОЛОГІЧНИХ ЗАХОДІВ ЗНИЖЕННЯ ЗАБУР’ЯНЕНОСТІ КУКУРУДЗИ В ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ
06.01.01 – загальне землеробство
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук
Київ - 1999
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Національному аграрному університеті
Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор ВЕСЕЛОВСЬКИЙ ІВАН ВАСИЛЬОВИЧ, Національний аграрний університет, професор кафедри загального землеробства
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор,
академік УААН КРУТЬ ВОЛОДИМИР МАРКІЯНОВИЧ, радник президії УААН
доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН ЦИКОВ ВАЛЕНТИН СЕРГІЙОВИЧ, Інститут зернового господарства УААН, завідувач відділом маркетингу та впровадження наукових розробок
доктор сільськогосподарських наук ІВАЩЕНКО ОЛЕКСАНДР ОЛЕКСІЙОВИЧ, Інститут цукрових буряків УААН, завідувач лабораторією захисту від бур'янів
Провідна установа: Інститут землеробства УААН, смт. Чабани
Захист дисертації відбудеться "5 листопада 1999 року о 10 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д26.004.10 в Національному аграрному університеті за адресою: 252041, м.Київ-41, вул. Героїв оборони, 15, навчальний корпус 3, ауд. 65.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці НАУ, вул. Героїв оборони 11, навчальний корпус 10.
Автореферат розісланий “30 “вересня 1999 року.
Вчений секретар спеціалізованої ради Дмитришак М.Я.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Наприкінці XX століття глобальною є проблема харчового і кормового білків. Річний дефіцит кормового білка в Україні досягає близько 1,8 млн т (А.О.Бабич, 1995). Світовий розвиток землеробства свідчить, що вирішувати цю важливу проблему необхідно як за рахунок розширення посівних площ, так і підвищення продуктивності зернофуражних культур. За масштабами поширення, універсальністю використання та енергетичною поживністю кукурудза є найважливішою зернофуражною культурою. Проте виробництво зерна цієї культури в Україні зазнає великих коливань. За останні 20 років максимальний валовий його збір (8,23 млн т) отримано в 1985 році на площі 2,58 млн га, найвищу врожайність - у 1990 році, близько 39 ц/га. З 1990 по 1998 рік фактичне виробництво зерна кукурудзи не перевищувало 3,4 млн т, при щорічній потребі 10-12 млн т (М.В.Зубець, І997). Це зумовлює значні перевитрати менш енергоємних концентрованих кормів для відгодівлі ВРХ, свиней і птиці, низькорентабельне виробництво м'яса, утруднює роботу крохмалопатокових заводів.
Найбільш сильнодіючі фактори низької урожайності і валових зборів зерна кукурудзи в Україні такі:
- необгрунтоване розміщення кукурудзи у межах окремих агрокліматичних зонах (В.С.Циков, Л.А.Матюха, 1989; Л.А. Матюха, 1995);
- порушення технології вирощування кукурудзи (Л.А.Матюха, 1995; І.В.Веселовський, 1997);
- низька конкурентна здатність кукурудзи до бур'янів та висока забур'яненість грунту і посівів найбільш шкідливими й важковикорінюваними бур'янами (А.В.Воеводин, 1979; В.С.Циков, Л.А.Матюха, 1989; С.П.Танчик, І995).
Залежно від видового складу бур'янів, щільності заселення, тривалості конкурентних взаємовідносин культури з ними урожайність зерна кукурудзи знижується на 20-70%. Якщо маса бур'янів складає 5 кг/м2 і більше, то рослини кукурудзи часто не утворюють жіночих генеративних органів (І.В.Веселовський, С.П.Танчик, І997). При цьому бур'яни знижують ефективність добрив, збільшують витрати енергетичних ресурсів та хімічних засобів захисту рослин, внаслідок чого загальна шкода від них оцінюється в 2,0-2,5 млрд грн (Ю.П. Манько, І995).
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Тема дисертаційної роботи є складовою частиною досліджень кафедри загального землеробства Національного аграрного університету, які виконуються за державними програмами “Розробити модель нормативного землеробства при вирощуванні сільськогосподарських культур в Лісостепу України”, номер державної реєстрації 0194U001957; "Наукове обгрунтування та агроекологічні заходи регулювання рівня забур'яненості посівів у зернобуряковій сівозміні в Лісостепу України", номер державної реєстрації 0191U015718, а також цільовою програмою по селекції та захисту рослин і тварин, затвердженої колегією Мінсільгосппроду України, протокол № 16 від 2.07.1993 року.
Мета і завдання досліджень. Метою наших досліджень було вивчити динаміку ботанічного складу бур'янів в агрофітоценозах кукурудзи в Лісостепу України та визначити шкодочинність найбільш поширених їх видів. На основі комплексних досліджень планувалось обгрунтувати і розробити систему агротехнологічних і хімічних заходів зниження потенційної забур'яненості грунту і на цій основі підвищити ефективність заходів захисту кукурудзи від бур'янів.
Для досягнення поставленої мети передбачалося:
- вивчити динаміку і особливості формування видового складу бур'янів у посівах кукурудзи залежно від дії агротехнологічних заходів;
- встановити шкодочинність найбільш поширених видів бур'янів, розробити прогноз забур'яненості посівів та визначити її еколого-економічні пороги при застосуванні гербіцидів;
- встановити гербакритичні періоди конкурентних відносин між рослинами кукурудзи різних груп стиглості і бур'янами;
- вивчити вплив забур'яненості на ріст, розвиток, продуктивність і якість зерна кукурудзи;
- встановити протибур'янову ефективність систем основного обробітку грунту при вирощуванні кукурудзи та вплив їх на окремі елементи родючості грунту;
- встановити дози, строки і способи внесення гербіцидів, рекомендованих для застосування в посівах кукурудзи, а також їх післядію на наступні культури сівозміни;
- вивчити ефективність стрічкового внесення гербіцидів у поєднанні з новими механічними заходами по догляду за посівами кукурудзи;
- вивчити можливість зменшення забур'яненості посівів кукурудзи на основі використання явища алелопатії;
- встановити можливість зменшення кількості бур'янів у посівах кукурудзи шляхом використання післяжнивних проміжних культур родини Brassicaceae;
- визначити економічну й енергетичну оцінку системи заходів захисту кукурудзи від бур'янів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у визначенні закономірностей формування чисельності видової забур'яненості та біологічних груп бур'янів у посівах кукурудзи і їх динаміки протягом вегетаційного періоду. Встановлена шкодочинність домінантних видів бур'янів у посівах кукурудзи та її конкурентоздатність. Визначено гербакритичний період конкурентних відносин між рослинами кукурудзи різних груп стиглості і бур'янами. На основі удосконалення прогнозу забур'яненості визначені еколого-економічні пороги застосування гербіцидів у посівах кукурудзи.
Встановлено вплив тривалого застосування різних систем основного обробітку грунту на потенційну та фактичну забур'яненість посівів кукурудзи.
Визначені основні критерії оцінки біологічної ефективності нових ґрунтових і післясходових гербіцидів з різним спектром дії. За результатами наших досліджень окремі з них були передані і занесені у список препаратів дозволених для використання в сільському господарстві України. Встановлено високу протибур'янову ефективність стрічкового внесення гербіцидів у поєднанні з механічними обробітками в процесі догляду за посівами кукурудзи.
Доведена можливість зниження забур'яненості посівів кукурудзи за допомогою післяжнивних проміжних культур родини Brassicaceae, використаних на сидерат.
Встановлено кореляційну залежність між основними погодними елементами зони і урожайністю зерна кукурудзи, а також між забур'яненістю посівів та продуктивністю рослин кукурудзи. Дана економічна і енергетична оцінка заходів захисту кукурудзи від бур'янів.
Практичне значення одержаних результатів. Використання у виробництві рекомендованих комплексних заходів зниження забур'яненості посівів кукурудзи забезпечить підвищення урожайності і стабілізацію на високому рівні валових зборів зерна цієї культури при істотному зниженні енергетичних витрат.
Застосування в типовій зернобуряковій сівозміні Лісостепу України комбінованих систем обробітку грунту, побудованих за принципом чергування ярусної глибокої оранки один раз у 4-5 років під цукрові буряки та різноглибинних чизельних або плозкорізних розпушувань під інші культури сівозміни, знизило потенційну забур'яненість орного шару грунту фізично повноцінним насінням бур'янів на 24-32% і фактичну забур'яненість посівів кукурудзи до 50%. У господарствах Вінницької, Київської та Черкаської областей, де впроваджені наші рекомендації, річний економічний ефект на площі понад 500 тис. гектарів склав близько 160 грн/га за цінами 1997 року, а витрати пального знизилися на 28%. Результати досліджень і виробнича перевірка дали змогу визначити асортимент гербіцидів для прополювання кукурудзи та визначити екологічно безпечні і ефективні системи їх застосування. Особливо ефективним є стрічкове внесення гербіцидів, яке скорочує їх витрати на 60-70 відсотків.
Фітоценотичний метод боротьби з бур'янами у виробничих умовах знижує забур'яненість посівів кукурудзи на третину, річний економічний ефект становить близько 30 грн/га за цінами 1997 року.
Особистий внесок здобувача. Дисертант сформував напрямок досліджень, розробив програму і методичні підходи проведення науково-дослідних робіт. Особисто проводив лабораторні, вегетаційні, польові та виробничі дослідження; здійснював збір, обробку і аналіз експериментального матеріалу, сформулював висновки і пропозиції виробництву.
Автор висловлює щиру подяку науковому консультанту доктору сільськогосподарських наук, професору І.В.Веселовському за всебічну допомогу при виконанні експериментальної частини та оформленні дисертаційної роботи.
Апробація результатів дисертації. Матеріали досліджень систематично заслуховувалися на наукових конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Національного аграрного університету, координаційних нарадах по боротьбі з бур'янами, міжнародних та науково-практичних конференціях молодих учених і спеціалістів сільського господарства, республіканських та обласних семінарах, а також конференціях Українського наукового товариства гербологів протягом 1982-1998 роках. Узагальнені результати досліджень, основні висновки та практичні рекомендації розглянуті на засіданні кафедри загального землеробства НАУ (протокол № 22 від 5.03.1999 року).
Публікації. Основні положення дисертації викладені у навчальному посібнику "Бур'яни та заходи боротьби з ними" (І.В.Веселовський, Ю.П.Манько, С.П.Танчик, Л.В.Орел. - К.-І998.- 240 с.); "Применение ацетала на посевах кукурузы и сои (рекомендации)" (И.В.Веселовский, В.М.Жеребко, С.П. Танчик и др. - М.:Агропромиздат.-1989.-16с.); "Стан і проблеми виробництва зерна кукурудзи в Україні" (С.П.Танчик.-Вісник аграрної науки.-І998.-Спеціальний випуск.-с.32-34). Крім цього, за результатами досліджень у відкритому виданні опубліковано 27 наукових праць.
Обсяг та структура роботи. Дисертація у вигляді рукопису викладена на 346 сторінках машинописного тексту і включає 82 таблиці, 20 рисунків. Робота включає вступ, сім глав, висновки, список використаної літератури -699 джерел, серед яких 93 іноземних авторів. В додатках розміщені таблиці, які не увійшли в текст дисертації, а також матеріали, що підтверджують впровадження результатів досліджень у виробництво.
ЗМІСТ РОБОТИ
У вступній частині обґрунтовується актуальність проблеми, сформульовані завдання, при вирішенні яких досягається мета досліджень, приводяться теоретичне значення і практична цінність роботи, аналіз її результатів.
1.СТАН ВИВЧЕННЯ ПРОБЛЕМИ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ
ВИБРАНОГО НАПРЯМКУ ДОСЛІДЖЕНЬ
Подається огляд літературних джерел, де обґрунтовуються агроекологічні та економічні аспекти проблеми, механічні, хімічні та нетрадиційні заходи регулювання забур'яненості агрофітоценозу кукурудзи, теоретичне обгрунтування вибраного напрямку досліджень.
2. УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
Дослідження проводилися протягом 1979-1998 років в наукових лабораторіях кафедри загального землеробства та стаціонарних сівозмінах Агрономічної дослідної станції НАУ (с. Пшеничне Васильківського району Київської області). Грунтовий покрив дослідного поля - чорнозем типовий малогумусний крупнопилувато-середньосуглинковий за гранулометричним складом. Вміст гумусу в орному шарі становить 4,34-4,68%, рН -6,8-7,3, ємність вбирання - 30,7-32,5 мг-екв. на 100 г грунту. Щільність грунту в рівноважному стані - 1,16-1,25 г/см3, вологість стійкого в'янення - 10,8%. Грунти характеризуються великим вмістом валових і рухомих форм поживних речовин. Описані грунти займають 54,6% ґрунтового покриву зони Лісостепу України. Це дає можливість вважати, що польові дослідження проводили в типових для зони ґрунтових умовах. Виробничу перевірку розроблених заходів проводили в господарствах Вінницької, Київської та Черкаської областях, грунтові умови яких були близькі до умов Агрономічної дослідної станції НАУ.
Клімат зони Лісостепу України помірно теплий, з середньорічною температурою повітря 6-8°С, в середньому за рік випадає 565 мм і за вегетаційний період - 354 мм опадів, що становить 63% їх річної кількості. Аналіз багаторічних даних свідчить, що із метеорологічних умов найбільшою мінливістю відзначаються сума опадів і сума температур вище +10°С. Коефіцієнт варіації щодо вологості повітря (2,8%) свідчить про слабкий вплив цього показника на розвиток агрофітоценозу кукурудзи порівняно із сумою опадів і сумою температур вище +10°С, варіабельність яких становила відповідно 31 і 9%. Типовість метеорологічних умов у роки проведення досліджень підтверджується критеріями статистичного аналізу. Суттєво відрізнялися від багаторічної норми, тільки умови восьми із двадцяти років, вирогідність яких не перевищує 5-9%.
Між урожайністю зерна кукурудзи і загальною вологозабезпеченістю посівів встановлена середня позитивна кореляційна залежність (r=0,58±0,11). Проте урожайність кукурудзи майже не залежала від весняних запасів вологи в грунті ( r=0,12±0,08), що особливо важливо при вирощуванні її після післяжнивних проміжних культур. Встановлено позитивну кореляційну залежність між урожайністю зерна кукурудзи і кількістю опадів за окремих місяців вегетаційного періоду. Найбільш високий коефіцієнт був у липні (r=0,61±0,14). Саме в цьому місяці встановлено максимальне водоспоживання рослинами кукурудзи. Позитивна кореляційна залежність була між урожайністю зерна кукурудзи та сумою температур вище +10°С ( r=0,42±0,12).
При проведенні лабораторних дослідів використовувалися методичні рекомендації С.А.Котта (І937), П.В.Сапанкевича (І964), Ю.В.Ракитина, В.Е.Рудника (І966). Вегетаційні досліди проводилися за методиками В.А.Войтеховой (І967), А.В.Соколова (І967), З.И.Журбицкого (1968). Польові досліди проводили у відповідності з методиками А.А.Кудрявцевой (І959), А.В.Соколова, Д.Л.Аскинази (І967), Я.Ю.Старосельского (І967), Б.О.Доспехова (1979,1985), методичними вказівками ВІЗР (І961, 1973,1981) та інструкціями ЦІНАО (І986).
Розміри облікових ділянок визначалися завданнями і коливалися від 20 до 240 м2. Досліди закладалися в 3-4 разовому повторенні. Чергування варіантів у повторенні було послідовне або рендомізоване.
Потенційну забур'яненість дослідних ділянок і у виробничих умовах, а також розподіл насіння і органів вегетативного розмноження багаторічних бур'янів проводили за методом малих проб, який описано Б.А.Доспеховым, А.Д.Чекрыжовым (І972) і Б.А.Доспеховым, И.П.Васильевым, А.М. Туликовым (І977). В подальшому фізично повноцінне насіння піддавали якісній оцінці, пророщуючи його у бактеорологічних чашках протягом 30 діб, кількість проростків підраховували кожні 5 днів наростаючим підсумком. Життєздатність насіння бур'янів, яке не проросло, визначали при допомозі тетразольного тесту і візуальної оцінки роздавленого насіння при десятикратному збільшенні. Ці спостереження дали можливість отримати модель якісного складу насіння бур'янів і зміну його під впливом заходів і засобів, які вивчали.
Облік фактичної забур'яненості посівів проводили 2-3 рази за вегетацію кукурудзи за методиками, розробленими ВІЗР (1961,1973,1981), Я.Ю.Старосельским (1967), А.П.Расиньша, М.П.Таурия (І982). Чисельність окремих видів бур'янів в агрофітоценозах проводили за методикою розробленою А.П. Шенниковым (І964), а також за методикою Раункиера. Площу листкової поверхні визначали методом "висічок" (А.А. Ничипорович, 1961,1965), чисту продуктивність фотосинтезу (г/м2 за добу) розраховували за методикою А.А.Ничипоровича (І965), вміст цукрів у листках кукурудзи визначали за Бертраном (А.В.Петербурский, І968). Щільність грунту визначали за методом М.А.Качинського, вологість грунту - термостатно-ваговим і запас доступної вологи у грунті - розрахунковим методом (Б.А.Доспехов з співавт., І977). Вміст в грунті елементів мінерального живлення визначали: нітратний азот - за Грандваль-Ляжем з дисульфофеноловою кислотою (А.В.Петербургский, І968), рухомих фосфатів - за Б.П.Мачигіним і обмінного калію - методом полум'яної фотометрії вуглеамонійної витяжкки за Б.П.Мачигіним (А.С.Радов з співавт., І978).
Облік чисельності мікроорганізмів у грунті проводили методом висіву розведень на поживні середовища: загальну кількість бактерій визначали на пептонно-глюкозному агарі (ПГА); гриби обліковували на середовищі Чапека; актиноміцети - на середовищі Гаузе; олігонітрофіли - на безазотистому середовищі Ешбі; аммоніфікатори - на м'ясо-пептонному агарі (МПА). Ідентифікацію домінуючих амоніфікуючих бактерій проводили за М.О.Красильниковым (І949), видовий склад грибів - за М.А.Литвиновым (І967), групову приналежність актиноміцетів - за М.О.Красильниковым (І970).
Облік урожаю зерна кукурудзи проводили методом суцільного збирання з облікової ділянки у фазі повної стиглості і перераховували на вологість 14%. Вміст протеїну в зерні кукурудзи визначали через загальний азот за Кьєльдалем, "сирий” жир - методом знежиреного залишку в апараті Сокслета і крохмаль - за Евересом (А.В.Петербургский, І968).
Залишкову кількість гербіцидів у зерні і зеленій масі кукурудзи визначали методом газорідинної хроматографії (А.А.Красных, І980). Чутливість гібридів кукурудзи до гербіцидів та визначення критичного періоду конкурентного взаємовпливу культури з бур'янами визначали за методиками ВІЗР (1973), А.В.Воеводина (І974), а пороги шкодочинності окремих видів бур'янів - методиками ВІЗР (І973), В.А.Захаренка (1978,1980), П.М.Лазаускаса (І980), В.С.Зузи (І995).
Накопичення фізіологічно активних речовин і фенолкарбонових кислот у грунті визначали методом біологічних тестів запропонованих А.М.Гродзинським (1990).
Кукурудзу вирощували за інтенсивною технологією, прийнятою для Лісостепу України. В польових дослідах попередником кукурудзи була озима пшениця. Під кукурудзу вносили гній та мінеральні добрива у відповідності з науковими рекомендаціями.
3. БІОЛОГІЧНІ ПЕРЕДУМОВИ РЕГУЛЮВАННЯ РІВНЯ ЗАБУР'ЯНЕНОСТІ АГРОФІТОЦЕНОЗУ КУКУРУДЗИ
Видова різноманітність бур'янової рослинності в посівах кукурудзи сформувалася під впливом кліматичних і ґрунтових умов, антропогенних факторів та їх взаємодії. Домінуючим типом забур'яненості є малорічний з коливанням видів рослин від 85 до 93%. Найбільш поширеними були: айстрові (5 видів), тонконогові (3 види), лободові (1 вид), щирицеві (2 види). Щорічно зустрічалися ті види, біологічні особливості яких співпадали з біологією культури (плоскуха звичайна, лобода біла, щириця звичайна). Багаторічні види в агрофітоценозі кукурудзи займали до 15%, але шкодочинність їх, особливо осоту рожевого, осоту жовтого польового, березки польової, пирію повзучого була значною із-за їх стійкості до агротехнічних та хімічних заходів захисту. При зіставленні показників агрометеорологічних умов і середньорічного балансу насіння бур'янів в орному шарі грунту спостерігалася тенденція до більшої їх загибелі в роки з вищим гідротермічним коефіцієнтом. І, навпаки, в умовах зниженого гідротермічного режиму насіння у грунті зберігалося краще (r=0,82±0,17). Встановлено, що в посушливі роки частка односім'ядольних бур'янів у посівах кукурудзи перевищує частку у потенційних запасах і, навпаки, в сприятливих умовах вологозабезпеченості мали місце аналогічні зміни щодо двосім'ядольних бур'янів.
В роки із вищим значенням ГТК (1,5-1,8) кількість бур'янів перед збиранням урожаю кукурудзи значно зростала ( r=0,84±0,21) порівняно з їх масою (r=0,39±0,16). У посушливі роки спостерігається зворотна залежність. Збільшення маси бур'янів (r=0,76±0,18) над їх кількістю (r=0,47±0,19) зумовлено зниженням конкурентоздатності рослин кукурудзи стосовно до бур'янів. В роки із більш високим ГТК зменшувалась кількість бур'янів у репродуктивній формі розвитку (r=0,72±0,19) та їх частка щодо загальної кількості перед збиранням урожаю (r=0,89±0,16).
Ріст рослин кукурудзи має свої особливості. Фенологічні спостереження показали, що в перші 15 днів після з'явлення сходів темпи лінійного приросту рослин порівняно високі і становлять 1,2-2,3 см за добу. Наступні 12-14 днів приріст рослин істотно знижується - до 0,2 см за добу. У подальшому він поступово підвищується і досягає максимуму, як правило, за 7-10 днів до викидання волоті. Тому при сівбі широкорядним способом і повільним ростом рослин у початковий період кукурудза практично не здатна конкурувати з бур'яновою рослинністю. Період від появи сходів до настання 6-7 листків є критичним періодом конкурентних відносин кукурудзи за фактори життя.
Останнім часом в літературі існують різні тлумачення щодо поняття “критичний період конкурентних відносин". На нашу думку під цим терміном слід розуміти відрізок часу протягом якого бур'яни найбільш сильно пригнічують культуру і знижують її урожайність.
Нашими дослідженнями встановлено, що для гібридів різних груп стиглості цей період буває різним. Навіть 20 днів спільного перебування кукурудзи й бур'янів на початку вегетації призводить до зниження урожайності зерна ранньостиглого гібрида Колективний 100 ТВ на 17%, тоді як середньостиглого Ювілейний 60 МВ - на 7%. У цей період конкуренція між культурними рослинами і бур'янами велася за тепло, вологу, поживні речовини і в більшій мірі за освітлення, виявлявся алелопатичний взаємовплив. В інтервалі від 20 до 30 днів після з'явлення сходів при конкуренції з боку бур'янів урожайність гібрида Колективний 100 ТВ знижувалася на 22,2%, а гібрида Ювілейний 60 МВ на 10,2% порівняно з попереднім періодом. До речі, і в наступні періоди при конкуренції після з'явлення сходів кукурудзи відбувається значне зниження врожайності зерна обох її гібридів (табл. 1 і 2).
У варіантах дослідів де у перші фази розвитку кукурудзи бур'яни систематично знищували, зниження урожайності було значно меншим порівняно з альтернативними варіантами. Тут налічується менше бур'янів і значно меншою була їх надземна маса. Ступінь зниження врожайності гібрида Колективний 100 ТВ без конкуренції протягом 60 днів становив 15,6%, а гібрида Ювілейний 60 МВ - 9,8%.
Всебічне вивчення впливу бур'янів на ростові процеси, фотосинтетичну продуктивність та урожайність зерна кукурудзи дає змогу зробити висновок, що по мірі збільшення тривалості спільного перебування бур'янів з культурними рослинами ці показники погіршувалися і були найкращими у варіанті, де рослини кукурудзи не мали конкуренції з боку бур'янів протягом усього вегетаційного періоду. Було встановлено, що в умовах Лісостепу України тривалість критичного періоду конкурентних відносин між кукурудзою й бур'янами залежить від загального рівня забур'яненості посівів і тривалості вегетаційного періоду. Для ранньостиглих гібридів (ФАО 100) він триває від появи сходів кукурудзи і до кінця вегетації, хоч найбільше виражений протягом 40 днів, починаючи від появи сходів. В цей час на межі близько 35 днів настає критичний момент конкурентних відносин, тобто коли посіви кукурудзи повинні бути чистими від бур'янів від початку сівби і хоч би до 60-70-денного періоду вегетації, коли вже бур'яни виявляють незначний негативний вплив на зернову продуктивність рослин (рис 1).
Для середньостиглих гібридів (ФАО 250) критичний період конкурентних відносин між рослинами кукурудзи і бур'янами триває майже протягом усього вегетаційного періоду. Проте найбільш вузький і різко виражений інтервал конкурентних відносин спостерігається в межах від 20 до 50 днів після появи сходів культурних рослин. У цей час (у середньому на межі 45 днів)Таблиця 1 – Вплив забур’яненості на продуктивність фотосинтезу, площу листя та урожайність зерна кукурудзи гібрида Колективний 100 ТВ при різній тривалості конкурентних відносин (середнє за 1988-1990 рр.)
Таблиця 2 – Вплив забур’яненості на продуктивність фотосинтезу, площу листя та урожайність зерна кукурудзи гібрида Ювілейний 60 МВ при різній тривалості конкурентних відносин (середнє за 1991-1993 рр.)
настає критичний момент конкурентних відносин. Це означає, що при вирощуванні кукурудзи цієї групи гібридів у початковий період вегетації необхідно вживати комплекс заходів для захисту посівів від бур'янів. Для ефективного використання гербіцидів хімічне прополювання доцільно проводити у фазі 3-5 листків у рослин кукурудзи, коли є можливість визначити тип і ступінь забур'яненості посівів (рис. 2)
Отже, в критичному періоді конкурентних відносин настає критичний момент, протягом якого повинна бути знищена бур'янова рослинність, бо в противному разі кукурудза різко знижує продуктивність.
Знання біологічних особливостей видового складу бур'янів та їх шкодочинність дозволяє обгрунтовано планувати заходи по зниженню їх чисельності і звести негативний вплив бур'янів до мінімальних значень. Найбільші втрати зерна кукурудзи мали місце при засміченості посівів осотом рожевим. Встановлено, що середня шкодочинність однієї рослини осоту рожевого дорівнює недобору 0,87 ц/га зерна кукурудзи. Найменшу шкодочинність виявила плоскуха звичайна - середнє зниження врожаю зерна при наявності однієї рослини на 1 м2 досягає 0,16 ц/га.
Порівняно з однорічними односім'ядольними більш шкодочинними є однорічні широколисті бур'яни. Підраховано, що наявність однієї рослини лободи білої або щириці звичайної на 1 м2 протягом вегетації обумовлює зниження урожайності зерна в середньому відповідно на 0,50 і 0,58 ц/га.
Кореляційний аналіз даних свідчить, що при збільшенні кількості бур'янів урожайність зерна кукурудзи зменшується, тобто існує тісна обернена кореляційна залежність. Коефіцієнт кореляції для гібрида кукурудзи Колективний 100 ТВ дорівнює 0,63, а детермінації - 0,40 або 40%, тоді як для Ювілейного 60 МВ - відповідно 0,50 і 0,25 або 25%. Коефіцієнт кореляції між масою бур'янів і урожайністю для ранньостиглого гібрида кукурудзи Колективний 100 ТВ дорівнює 0,87 і коефіцієнт детермінації - 0,76 або 76%, для середньостиглого гібрида кукурудзи Ювілейного 60 МВ ці показники становлять відповідно 0,81 і 0,66 або 66%. Отже, маса бур'янів сильніше впливає на зниження врожайності кукурудзи, ніж їх кількість.
4. ПРОТИБУР'ЯНОВА І ГРУНТОЗАХИСНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ОБРОБІТКУ ГРУНТУ ПРИ ВИРОЩУВАННІ КУКУРУДЗИ
Природне очищення грунту від запасів насіння бур'янів відбувається як шляхом проростання насіння, послідуючим знищенням сходів бур'янів, так і втратами життєздатності під дією різних екологічних факторів. На фоні оранки, залежно від строків і глибини відбирання зразків відбувається зміна схожості насіння бур'янів. Так, насіння відібране восени до проведення зяблевої оранки має кращу схожість у більш глибоких шарах (20-30 см). І, навпаки, насіння відібране навесні має кращу схожість у верхньому (0-10 см) шарі грунту і саме воно є джерелом фактичної забур'яненості полів. Тому для максимального очищення верхнього шару грунту від схожого насіння бур'янів до сівби кукурудзи допосівний обробіток грунту повинен проводитися з таким розрахунком, щоб забезпечити проростання можливо більшої кількості насіння з наступним їх знищенням.
З метою встановлення протибур'янової ефективності різних систем основного обробітку грунту в 1981 році в полях 10-пільної зернобурякової сівозміни було закладено стаціонарний двофакторний дослід (табл. 3). Половину площі цих ділянок обробляли гербіцидами за критерієм еколого-економічного порогу забур'яненості, а на іншій половині гербіциди не застосовувалися.
При тривалому беззмінному застосуванні окремих способів основного обробітку грунту утворюються три види орного шару за розподілом у ньому насіння бур’янів. При щорічній оранці утворюється гомогенний, з рівномірним розподілом насіння по всій глибині орного шару. Тривале безполицеве розпушення призводить до утворення гетерогенного оброблюваного шару з переважаючим розміщенням насіння бур’янів у шарі 0-10 см. Періодична оранка на фоні безполицевих обробітків утворює гетерогенний шар з акумуляцією основної маси насіння бур’янів у шарі грунту 10-25 см і незначною їх кількістю у верхньому, який є джерелом з’явлення сходів у посівах.
Диференційована і полицева системи основного обробітку грунту, основою яких є оранка, не повністю вирішують проблему зниження забур'яненості посівів, оскільки насіння бур'янів рівномірно розподіляється по всьому орному шару. Дослідженнями встановлено, що після кукурудзи на силос без застосування гербіцидів потенційна засміченість насінням бур'янів збільшувалася на 18%, а кукурудзи на зерно - на 14%, а при внесенні гербіцидів ці показники, навпаки, зменшувалися відповідно на 5-6% і 10-11%.
У варіантах чизельного, плоскорізного і поверхневого обробітків, де протягом 17 років оброблюваний шар грунту не обертався, мало місце стійке зростання кількості насіння бур'янів у грунті. У полях кукурудзи на силос і зерно в зернобуряковій сівозміні на безгербіцидному фоні потенційна засміченість 0-30 см шару грунту зросла порівняно з контрольним варіантом в 2,5-2,8 рази, а при застосуванні гербіцидів - в 1,4-1,8 рази. На фоні цих систем обробітку від 69 до 82% насіння бур'янів розміщується в шарі грунту 0-10 см,
Таблиця 3 - Система основного обробітку грунту в сівозміні
• Чергування полицевого і плоскорізного, полицевого і чизельного обробітків – в подальшому полицево-плоскорізна і полицево-чизельнатобто потенційна забур'яненість верхнього шару грунту на безгербіцидному фоні підвищилася в 6-10 разів, а при застосуванні гербіцидів - в 2,4-5 разів.
Високою протибур'яновою ефективністю відзначаються системи з чергуванням полицевого і плоскорізного та полицевого і чизельного обробітків грунту, побудованих за принципом чергування ярусної глибокої оранки один раз в 4-5 років під цукрові буряки та різноглибинних безполицевих обробітків під інші культури сівозміни. Насіння бур'янів, яке розміщується у грунті глибше 10 см протягом 4-5 років на 73-75% втрачає життєздатність, відбувається природне очищення грунту. Отже, лише 25-27% насіння бур'янів закінчує біологічний спокій без втрат життєздатності й при повторній оранці потрапляє у верхній шар грунту. Близько 15% схожого насіння, від загальної витратної частини, гине у вигляді проростків в процесі технологічних операцій і екологічних умов. За 17 років досліджень на фоні сучасних інтенсивних технологій вирощування кукурудзи потенційна засміченість грунту фізично повноцінним насінням знизилася на 24-32% (НІР05 = 10-19%).
Застосування гербіцидів істотно (на 47-62%) зменшило потенційну забур'яненість орного шару грунту порівняно з безгербіцидним контрольним варіантом незалежно від систем обробітку грунту.
Встановлено тісний кореляційний зв'язок між кількістю схожого насіння бур'янів в 0-10 см шарі грунту та фактичною забур'яненістю посівів кукурудзи на зерно (r=0,83±0,26) та кукурудзи на силос (r=0,84±0,27). Найменша забур'яненість посівів кукурудзи на зерно і силос була при застосуванні полицево-чизельного і полицево-плоскорізного основного обробітку грунту на фоні застосування гербіцидів (табл. 4). У варіантах систематичних безполицевих обробітків без застосування гербіцидів у кінці другої ротації сівозміни відбулося стійке зростання кількості бур'янів у 2,3-2,6 раза, а їх маси - в 1,7-2,0 раза порівняно з контрольним варіантом і в 1,2-2,2 раза порівняно з вихідною забур'яненістю.
Ефективність гербіцидів у середньому по сівозміні за 1981-1997 роки виявилася у зменшенні кількості бур'янів на 38-52% і їх маси на 58-69% порівняно з фоном, де гербіциди не застосовувалися, у тому числі в посівах кукурудзи на зерно по кількості на 80-86% і на 66-86% за їх масою, а в посівах кукурудзи на силос - відповідно 73-81% і 57-70%.
Встановлено, що здійснення систематичних безполицевих розпушувань у системі основного обробітку грунту привело до збільшення на 15-16% багаторічних коренепаросткових бур'янів, що обумовлено вищою регенерацією кореневих відрізків, що утворилися після безполицевих обробітків.
Показником ефективності агротехнічної і економічної доцільності різних систем основного обробітку грунту є урожайність. Найвищі показники продуктивності кукурудзи на силос і зерно були у диференційованого, полицевого,
Таблиця 4 – Вплив систем основного обробітку грунту на фактичну забур’яненість посівів кукурудзи на зерно (фаза цвітіння)
полицево-плоскорізного та полицево-чизельного обробітків (табл.5) Тут посіви кукурудзи були найменш забур'яненими, будова орного шару грунту, поживний, водний, світловий та тепловий режими були найбільш сприятливі.
5.ЕКОЛОГОЕКОНОМІЧНІ ПЕРЕДУМОВИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЕРБІЦИДІВ
Невід’ємною складовою частиною сучасних технологій в землеробстві є застосування хімічного методу захисту рослин від бур'янів. Доцільність використання гербіцидів зумовлена швидкою й ефективною дією їх на бур'яни, економічною доступністю та екологічною безпекою нового покоління препаратів. Започатковане в кінці 60-х років на кафедрі загального землеробства НАУ формування асортименту гербіцидів для прополювання кукурудзи, ми продовжили вивчення нових препаратів.
З метою обмеження шкодочинності багаторічних бур'янів у системі основного обробітку грунту використовують переважно гербіциди суцільної дії. У 1979-1981 рр. ми вивчали ефективність амінної солі 2,4-Д, діалену, раундапу і лонтрелу. Одержані дані засвідчують високу знищуючу дію цих гербіцидів проти багаторічних коренепаросткових та кореневищних бур'янів, але їх дія не поширюється на малорічні бур'яни в наступному році.
Допосівні та досходові гербіциди діють на проростки бур'янів через ґрунтовий розчин утворюючи "гербіцидний екран”, через який проростає рослинний проросток. Дослідженнями в 1984-1986 рр. були встановлені оптимальні норми застосування ацеталу. Внесення препарату в нормі 3,0 кг/га в 1988-1989 роках в господарствах Лісостепу України на площі близько 360 тис. га забезпечило прибавку врожаю зерна кукурудзи до 7 ц/га.
Ряд переваг перед грунтовими препаратами мають післясходові гербіциди, які використовують, коли вже можна визначити тип і ступінь забур'яненості, видовий склад бур'янів та прийняти рішення про доцільність заходу, поєднати його з захистом культури від шкідників і хвороб, підживлення тощо. Асортимент гербіцидів, які вивчалися, включає лентагран-комбі, який найбільш ефективний проти малорічних двосім'ядольних бур'янів при застосуванні половинної норми (2,0 л/га) у фазі 3-4 листків і половинної норми (2,0 л/га) у фазі 5-6 листків у кукурудзи, а також при одноразовому внесенні препарату в нормі 3,0-3,5 л/га.
Наприкінці 70-х років науковцями синтезований новий клас гербіцидів - сульфонілсечовини. Хімічна будова і фізико-хімічні властивості препаратів характеризують високу їх вибірковість стосовно культурних рослин, широкий спектр дії проти бур'янів і низьку токсичність щодо теплокровних. Норми внесення цих сполук на 1-2 порядки нижчі порівняно з іншими рекомендо- ваними до цього часу гербіцидами. Тел у нормі 30-37,5 г/га ефективний проти пирію повзучого та малорічних злакових бур'янів, а тітус в нормі 40-50 г/га виявився досить ефективним проти однорічних і багаторічних злакових і двосім'ядольних бур'янів.
На основі проведених нами досліджень розроблена інтегрована система захисту кукурудзи від бур'янів на основі поєднання обробітку грунту з гербіцидами (табл. 6).
Проте внесення гербіцидів потребує додаткових витрат, які становлять 15-20% загальних витрат на вирощування кукурудзи. Одним із шляхів зменшення коштів на придбання гербіцидів, збільшення оброблюваних ними площ, зниження собівартості продукції й залишкової кількості препаратів у рослинній продукції, забруднення навколишнього середовища нами розробленоТаблиця 5 - Урожайність зерна кукурудзи в залежності від систем основного обробітку грунту та застосування гербіцидів, ц/га
НІР05 по обробітках, ц/га 0,89 1,2
НІР05 по гербіцидах, ц/га 2,34 2,66
НІР05 по взаємодії факторів, ц/га 3.21 3,36
Г. - гербіцидний фон Бг.-безгербіцидний фон
метод стрічкового внесення препаратів. Найкращі умови росту й розвитку рослин кукурудзи та формування високого врожаю створювалися при стрічковому внесенні ацеталу в нормі 1,0 кг/га у поєднанні із трьома міжрядними обробітками роторними робочими органами і присипанням бур'янів у рядках.
Гербіциди характеризуються високою фізіологічною активністю. Тому при порушенні регламентів застосування вони можуть негативно впливати на живі організми, забруднювати навколишнє середовище. Швидкість розкладання гербіцидів у грунті обумовлюється фізико-хімічними властивостями, умовами навколишнього середовища, агрометеорологічним режимом. Нами визначені залишкові кількості ацетохлору та рімсульфурону. Одержані результати свідчать, що ацетал і тітус не нагромаджуються в рослинах кукурудзи. Незначні їх залишки в листках та стеблах виявили через 60 днів після внесення препаратів. У кінці вегетації в рослинах і зерні кукурудзи їх уже не знаходили.
Грунтовий покрив утворює особливу біогеохімічну оболонку, яка насичена живими організмами і продуктами їх метаболізму. Важливим компонентом її є мікроорганізми. Ацетал у нормах 3,0 та 4,0 кг/га пригнічував розвиток бактерій, актиноміцетів і грибів у грунті тільки на початкових стадіях розвитку культурних рослин. Через 30 днів після внесення гербіциду і до кінця вегетації кукурудзи кількісний і якісний склад мікроорганізмів чорнозему типового малогумусного був на рівні контрольного варіанту (без гербіцидів). Виявлено тісний кореляційний зв'язок між урожайністю зерна кукурудзи та кількістю бактерій (r=0,78±0,11). Урожайність зерна слабо коригувала з кількістю актиноміцетів (r=0,38±0,19).
Післядія гербіцидів зумовлюється залишками їх у грунті, які можуть проявитися на наступних культурах сівозміни зрідженням сходів, пригніченням росту і розвитку, зменшенням продуктивності рослин. Обумовлено це фізико-хімічними особливостями кожного препарату і намаганням максимального знищення бур'янів ще до початку вегетації культурних рослин. Встановлено, що використання широкого асортименту ґрунтових і післясходових гербіцидів в посівах кукурудзи, не мало негативної післядії на послідуючі ярі зернові й зернобобові культури. Більше того, спостерігалося деяке зменшення забур'яненості цих культур.
Таблиця 6– Система заходів основного обробітку грунту та застосування
гербіцидів при різній видовій забур’яненості посівів кукурудзи
6. ФІТОЦЕНОТИЧНИЙ МЕТОД БОРОТЬБИ З БУР'ЯНАМИ У ПОСІВАХ КУКУРУДЗИ
Біологічний контроль бур'янів у агрофітоценозах здійснюється за допомогою фітоценотичного методу. У рослин алелопатично активних видів під дією кореневих виділень гальмується ріст і розвиток супутніх компонентів фітоценозу. Ми вважаємо, що з екологічних позицій це явище необхідно розглядати як створення нової системи з активно взаємодіючими і разом функціонуючими видовими популяціями у межах екологічної ніші. Шляхом лабораторних досліджень встановлено вплив водних витяжок різних рослин на схожість насіння бур'янів. Найнижча схожість насіння щириці й плоскухи звичайної спостерігалася у середовищі водних витяжок озимого ріпаку, редьки олійної і перко 10% концентрацією. У цих варіантах схожість насіння бур'янів через 30 діб знизилася на 59-65%, а при концентрації 1% - 23-27%. Низьку інгібуючу властивість має амарант, а водні витяжки кукурудзи сприяли підвищенню схожості насіння бур'янів. Аналізуючи хімічну природу інгібуючих ріст речовин капустяних культур можна констатувати, що найбільшу алелопатичну активність мали фенольні сполуки. Проте, механізм дії фенолкарбонових кислот потребує всебічного вивчення.
Вітчизняний і зарубіжний досвід свідчить, що в умовах всебічної інтенсифікації землеробства одним із шляхів зниження забур'яненості, підвищення родючості грунту і урожайності сільськогосподарських культур, особливо в умовах достатнього зволоження, може стати використання сидератів. При розкладанні зелених рослин виділяються фізіологічно активні речовини (коліни), які можуть інгібувати проростання насіння бур'янів. Застосування післяжнивних сидеральних посівів озимого ріпаку та редьки олійної обумовило зменшення кількості бур'янів на 19-43% і їх маси на 15-33% в порівнянні з варіантом без їх використання. Найбільш ефективним виявилося поєднання полицевого обробітку грунту під кукурудзу з післяжнивним посівом редьки олійної і озимого ріпаку на сидерат. У результаті зменшення забур'яненості і підвищення родючості грунту урожайність зерна кукурудзи підвищувалася на 4,8-11 ц/га.
7. ЕКОНОМІЧНА ТА ЕНЕРГЕТИЧНА ОЦІНКА ЗАХОДІВ ЗАХИСТУ ПОСІВІВ КУКУРУДЗИ ВІД БУР'ЯНІВ
Аналіз економічної та енергетичної оцінки показав високу ефективність полицево-плоскорізного та полицево-чизельного обробітків грунту у поєднанні з гербіцидами. Коефіцієнт енергетичної ефективності у цих варіантах становить 9,41-9,55, найвищий чистий дохід і рівень рентабельності досяг 76-87%. Запровадження диференційованої та полицевої систем основного обробітку грунту знизило економічні показники на 18-20%, тоді як систематичні безполицеві системи - на 22-32%.
Оцінка економічної ефективності застосування гербіцидів свідчить, що найбільш витратною є використання сумішей препаратів (тітус+тел+ лонтрел) у боротьбі з важковикорінюваними бур'янами. Витрати на гербіциди, їх внесення та збирання додаткового врожаю були надто високими і чистий дохід становив лише 38 грн/га.
На вільних від багаторічних бур'янів полях достатньо застосовувати лише один препарат, що забезпечує економічні показники вищих прибуткових величин.
Високорентабельним є стрічкове внесення гербіцидів у поєднанні з механічним обробітком роторними робочими органами і присипанням бур'янів у рядках кукурудзи під час догляду за посівами.
Економічна оцінка ефективності вирощування післяжнивних проміжних культур родини Brassicaceae підтвердила доцільність вирощування редьки олійної і озимого ріпаку на сидерат, що забезпечило підвищення рівня рентабельності вирощування кукурудзи на зерно у межах 62-73%.
ВИСНОВКИ
| 
