|
ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ШУКАЙЛО СВІТЛАНА ПЕТРІВНА
УДК 633.2:631.82:631.6(833)
ПРОДУКТИВНІСТЬ І ЯКІСТЬ ЗЕРНА СОРІЗУ ПІД
ВПЛИВОМ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ
НА ПІВДНІ УКРАЇНИ
06.01.09 – рослинництво
Автореферат на здобуття наукового ступеня кандидата
сільськогосподарських наук
Херсон - 1999
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті зрошуваного землеробства УААН
Науковий керівник:
академік УАННП,доктор сільськогосподарських наук,професор
ФІЛІП`ЄВ Іван Давидович
Інститут зрошуваного землеробства УААН,
головний науковий вспівробітник відділу агрохімії
Офіційний опонент:
доктор сільськогосподарських наук, професор
ЩЕРБАКОВ Віктор Якович
Одеський сільськогосподарський інститут, завідувач кафедрою
рослинництва
Офіційний опонент:
доктор сільськогосподарських наук, професор
САЛАТЕНКО Володимир Никифорович
Херсонський державний аграрний університет, професор кафедри
рослинництва
Провідна установа: Інститут зернового господарства УААН,
м.Дніпропетровськ
Захист відбудеться “23” березня 1999 р. об 11 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 47.830.01 в Херсонському державному
аграрному університеті, 325006, м.Херсон-6.вул.Р.Люксембург,23
З дисертацією можна ознайомитись в бібіліотеці Херсонського державного
аграрного університету за адресою: 325006, м.Херсон-6, вул. Р.Люксембург,23
Автореферат розісланий “23” лютого 1999 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Лазер П.Н.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Збільшення виробництва зерна, зокрема круп'яних культур - одна із найбільш важливих задач сільськогосподарського виробництва.
В зоні ризикованого землеробства, до якої відноситься південний Степ України, велике значення має вибір посухостійких рослин, здатних формувати в екстремальних умовах сталі врожаї з високою якістю зерна. Цим вимогам повністю відповідає соріз - культура універсального використання з високими і сталими врожаями зерна, посухостійка, жаротривка, відносно невибаглива до грунтів, технологічна. Свою назву вона отримала від словосполучення sorhym orizoidym - сорго рисовидне.
Крупа сорізу добре піддається варінню і використовується в широкому діапазоні для приготування перших, других, солодких і оригінальних страв, що підтверджується результатами біохімічних аналізів та дегустацій, проведених в науково-дослідному інституті зерна (м.Москва), Кишинівському політехнічному, Одеському технологічному інститутах та Міністерстві торгівлі республіки Молдова.
Впровадження сорізу у виробництво дозволить підвищити валовий збір зерна круп'яних культур і розширити їх асортимент. Відсутність науково-обгрунтованої технології вирощування є причиною повільного розширення посівних площ, тому її розробка набуває актуального значення.
Зв'язок роботи з науковими програмами. Наукові розробки, узагальнені в дисертації, були складовою частиною темплану Інституту зрошуваного землеробства і виконувались за державною комплексною програмою "Продовольство", проектом "Зерно" і темою 03.01."Розробити грунтозахисні і ресурсозберігаючі екологічно безпечні системи землеробства на неполивних землях Херсонської області, забезпечуючи збереження і підвищення родючості грунтів, отримання сталих врожаїв біологічно чистої продукції та охорону навколишнього середовища" № д.р. UА 01001268 P
Мета і задачі дослідження. Встановити вплив мінеральних добрив на продуктивність та якість зерна сорізу в неполивних умовах південного Степу України.
Ставились завдання:
- виявити вплив мінеральних добрив на поживний режим грунту;
- визначити особливості нагромадження надземної маси сорізу та закономірності формування площі листової поверхні;
- встановити добовий приріст рослин у висоту;
- вивчити закономірності розвитку кореневої системи та водоспоживання сорізу;
- визначити вплив мінеральних добрив на урожай та якісні показники зерна і крупи;
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше в неполивних умовах півдня України вивчена реакція круп'яної культури соріз на мінеральні добрива, визначена оптимальна доза їх застосування та виявлено вплив добрив на якісні показники зерна.
Практичне значення одержаних результатів. Виробництву рекомендована раціональна система застосування добрив, яка дає змогу отримувати в неполивних умовах півдня України сталі врожаї зерна сорізу і дозволяє значно зменшити кількість азотного добрива.
Особистий внесок здобувача. Автор брала безпосередню участь у розробці програми досліджень і закладенні польових дослідів, проведенні фенологічних і біометричних спостережень. Виконувала лабораторні і аналітичні дослідження. Узагальнила експериментальні дані і виконала їх математичну обробку.
Пошукувач висловлює щиру подяку науковим керівникам - головному співробітнику відділу агрохімії ІЗЗ УААН, доктору с.-г. наук, професору Філіп’єву І.Д., старшому науковому співробітнику відділу зернових та технічних культур ІЗЗ УААН, кандидату с.- г. наук Макарову Л.Х. за велику методичну і практичну допомогу в проведенні наукових досліджень.
Апробація роботи. Основні результати досліджень доповідались на міжнародних науково-практичних конференціях інституту кормів м. Вінниця (1995) та Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції (1996), на V з’їзді УГТА, м. Рівне (1998), на засіданнях методичної комісії Інституту зрошуваного землеробства УААН ( 1994 – 1996р. р.).
Публікації. Основні наукові положення, викладені в дисертації висвітлені в 11 наукових працях. Із них 3 статті в наукових журналах (в співавторстві), 3- в тематичних збірниках наукових праць(в співавторстві),4- тези (в співавторстві), 1- брошура (в співавторстві).
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 130 сторінках машинописного тексту, експериментальний матеріал представлено в 33 таблицях, 9 рисунках та 14 додатках. Список літератури включає 297 найменувань, в т.ч. 22 іноземних.
УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ
Грунтово-кліматичні умови. Польові досліди проводились на протязі 1994-
1996 рр. в експериментальному господарстві Інституту зрошуваного землеробства на неполивних землях. Грунт дослідного поля темно-каштановий середньосуглинковий. Вміст гумусу в шарах 0-25, 25-40 см складав відповідно 2,15 та 1,68 %; загального азоту - 0,171 та 0,174 %, загального фосфору 0,091 та 0,071 %; обмінного калію 330-260 мг на кг грунту. Поглинені катіони грунтового комплексу представлені в основному кальцієм і магнієм. Сума обмінних катіонів орного шару складає 20,3-21,0 мг-екв. на 100 г грунту, з них на Са і Mq приходиться 95,3 %. рН грунтового розчину - 6,8-7,0.
Об'ємна маса верхнього (0-10 см) шару грунту - 1,2 г/см3 , вниз по профілю поступово збільшується. Загальна шпаруватість орного шару 53,0 %. Найменша вологоємність - 21,5 %, вологість в'янення - 9,1 %.
Погодні умови в роки досліджень суттєво різнились між собою, що певною мірою позначилось на ефективності дії мінеральних добрив та загальній продуктивності культури. Кількість опадів за період вегетації у роки досліджень складала відповідно 61,0, 126,6 та 94,0 мм або 48,4, 105,5 та 78,3 % від середньо багаторічних показників.
Агротехніка в досліді. Досліди проводились в десятипільній польовій сівозміні. Попередник сорізу – ярий ячмінь. Після збирання попередника проводили лущення стерні в два сліди. Мінеральні добрива: аміачну селітру (NH4NO3-34,3%), гранульований суперфосфат (Ca(HPO4)2-20%), калійну сіль (40%) в кількості, передбаченій схемою досліду вносили вручну врозкид восени перед оранкою, яку проводили на глибину 27-28 см, та весною під культивацію і локально. Весною проводили боронування, при настанні повної фізичної стиглості грунту і передпосівну культивацію на глибину заробки насіння (4-6 см).
Сівбу проводили коли температура грунту на глибині заробки насіння становила + 14 - 15°С. Висівали середньостиглий гібрид сорізу Піщевий-2 (селекції НДІКіС Молдова) пунктирним способом з шириною міжрядь 70 см сівалкою СПЧ-6М. Після посіву поле прикочували. У фазу 3-4 листочків у сорізу формували густоту посіву. За період вегетації проводили дві міжрядні культивації (КРН-4.2), дворазове обприскування посівів проти попелиць (БІ-58; 0,5 л/га, ПОУ-8).
В роботі ставилось завдання вивчити вплив доз, строків та способів внесення мінеральних добрив на продуктивність сорізу. Досліди проводились за наступною схемою:
1. Без добрив - контроль
2. N30Р30К30 - восени під оранку
3. N30Р30К30 - весною під культивацію
4. N60Р30К30 - восени під оранку
5. N90Р30К30 - восени під оранку
6. N60Р60К30 - восени під оранку
7. N90Р60К30 - восени під оранку
8. N30К30 - восени під оранку + Р30 локально весною
9. N30Р30К30 - весною локально
10. N30Р30К30 - восени під оранку + обробка насіння АФБ
11. N30Р60К30 - восени під оранку + обробка насіння АФБ
Супутні аналізи зразків грунту та рослинного матеріалу проводили за наступними методиками:
- площу листової поверхні визначали методом "висічок", хлорофіл - кількісним методом (Третяков М.М. та ін., 1983), чисту продуктивність фотосинтезу та фотосинтетичний потенціал - за А.А.Нічіпоровичем (1961);
- масу кореневої системи визначали рамковим методом в монолітах розміром 70х70х10 см до глибини 50 см у двох несуміжних повтореннях (Станков І.З.,1964);
- аналізи зразків грунту проводили у відділі агрохімії ІЗЗ УААН, рослинного матеріалу - у відділі технології зерна та масових аналізів ІЗЗ УААН за наступними методиками: загальний азот - за Починком, фосфор - за Мерфі Рейлі. Калій - на полуменевому фотометрі. Гумус визначали за Тюріним, нітратний азот - за Грандваль Ляжем з дисульфофеноловою кислотою, рухомий фосфор - за Мачигіним, обмінний калій на полуменевому фотометрі. рН - по шкалі А.Алямовського;
- вологість грунту визначали ваговим методом, сумарне водоспоживання - методом водного балансу з врахуванням витрат грунтової вологи та продуктивних опадів;
- добовий приріст рослин у висоту, динаміку нагромадження надземної маси, визначення вмісту абсолютно сухої речовини, структуру врожаю здійснювали за відповідними методичними вказівками (Горянський М.М., 1978);
- біохімічні властивості зразків зерна визначали за методами ДСТ та описаними в довіднику (Плешков Б.П.,1985);
- розрахунки економічної ефективності застосування мінеральних добрив при вирощуванні сорізу здійснювали на основі технологічних карт ;
- біоенергетичну оцінку досліджуваних агроприйомів проводили за типовими методиками та рекомендаціями (Циков В.С., Ківер В.Ф., 1974; Медведовський В.П.,1986; Шевелуха В.С. та ін.,1988).
- врожай встановлювали методом зрізання волотей вручну з усієї облікової площі (50.м) у чотириразовому повторенні. Математичний обробіток даних врожаю та супутніх досліджень проводили методом дисперсійного аналізу (Доспехов Б.О., 1979; Ушкаренко В.О., 1988; Левандовський І.Л., Шепель В.Д., 1997).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Вплив мінеральних добрив на поживний режим грунту.
Дослідження показали, що вміст нітратів коливався по фазах розвитку культури і значно різнився по роках. Максимальна кількість рухомого азоту в грунті в роки досліджень була виявлена в фазу сходів сорізу, що пояснюється активізацією роботи мікроорганізмів під впливом температурного фактору. При цьому, основна кількість нітратів знаходилась в орному шарі. Так, в 0-30 см шарі грунту контрольного варіанту в фазу сходів їх було 26,3 мг/кг, а в шарі 30-50 см - 10,5 мг/кг. В подальший період вегетації спостерігали закономірне зменшення вмісту цього елементу як за рахунок інтенсивного поглинання його вегетуючими рослинами, так і за рахунок погіршення в цей період гідротермічних умов. В фазу викидання волоті вміст нітратів в 0-30 см шарі грунту контрольного варіанту зменшувався до 9,1 мг/кг, а в підорному шарі до 1,3 мг/кг.
Мінеральні добрива, незалежно від способів та строків їх внесення, забезпечували підвищення рівня нітратів у грунті на початку вегетації на 43,0-58,5%. Закономірність зберігалась і в послідуючі періоди розвитку.
Найбільш інтенсивне споживання рослинами азоту (35,3-36,4 % від максимальної кількості) спостерігали в міжфазний період викидання волоті - повна стиглість зерна.
У роки досліджень (1994-1996) рівень забезпеченості грунту рухомим фосфором був в основному середнім і в орному шарі грунту його містилось відповідно 11,8, 21,7 та 19,5 мг/кг грунту. Відповідно одержаних даних вміст цього елементу в грунті знаходився в тісній залежності від кількості внесеного з добривами фосфору. Максимальне збільшення цього елементу ( на 29,8 % до контролю) відзначено при внесені N60Р60К30 під оранку. Локалізація фосфорних добрив та заробка їх під передпосівну культивацію збільшувала кількість фосфатів лише в верхніх шарах грунту, вміст же їх в підорному шарі знаходився практично на рівні контрольного варіанту.
Споживання фосфору рослинами із грунту удобрених варіантів в кількості від 15,2 до 22,5 % від максимуму спостерігали в період від сходів до фази трубкування.
Наявність обмінного калію в грунті практично не залежала від внесення добрив. Якщо в грунті контрольного варіанту в орному шарі його містилось 318 мг/кг , то в грунті удобрених ділянок обмінного калію було більше лише на 3,8-5,0 %, а в шарі 30-50 см вміст цього елементу знаходився нарівні з контролем. В період вегетації кількість обмінного калію в грунті дещо знижувалась, але чіткої залежності по фазах розвитку рослин при використанні добрив не виявлено.
Фотосинтетична діяльність рослин.
В неполивних умовах значні корективи на показники середньодобового приросту рослин у висоту, нарівні з добривами, вносили погодні фактори. Найвищі значення приросту спостерігали у більш сприятливому 1995 році, значно гіршими вони були в 1994 та 1996 роках. Встановлено, що у всі роки досліджень інтенсивність росту сорізу у висоту на початку вегетації була відносно низька. Середні її значення в міжфазний період сходи - кущіння в варіанті без добрив коливались в межах 0,47-0,79 см за добу. Більш інтенсивний приріст спостерігали після фази кущіння (25-30 день вегетації). На 45-55 день розвитку рослин (вихід в трубку - викидання волоті) він набував максимальних значень і знаходився в межах 1,43 - 1,58 см за добу. На цей час простежувалась чітка закономірність впливу добрив на показники приросту. В удобрених варіантах вони перевищували контрольні значення на 11,6-23,1 %.
Локальне внесення добрив (N30Р30К30 ) перед посівом підвищувало добовий приріст в порівнянні з внесенням такої ж дози добрив під культивацію, але не мало переваги над їх заробкою під оранку.
Збільшення дози азотних добрив до 90 кг/га д.р. при значному дефіциті продуктивної вологи в грунті в посушливі роки призводило до зниження показників приросту.
Дослідження показали, що зміна поживного режиму грунту при внесені добрив мала вплив на висоту сорізу. Максимальну висоту рослини набували у фазу повної стиглості зерна. Найбільш високими вони були у варіантах з внесенням N30Р60К30 + АФБ та N60Р60К30, відповідно 85,4 та 86,2 см і перевищували показники неудобреного контролю на 12,2 та 13,3 %.
Значні корективи на висоту рослин вносили погодні фактори. У найбільш сприятливому 1995 році вона перевищувала показники інших років на 3,3 та 20,5%.
Накопичення надземної маси у сорізу по періодах розвитку проходило нерівномірно і також значно залежало від умов живлення та факторів зовнішнього середовища. Найвищу інтенсивність наростання вегетативної маси спостерігали в період трубкування - викидання волоті. Середньодобовий приріст зеленої маси в контрольному варіанті за цей період складав 3,4 ц/га або 1,3 ц/га абсолютно сухої речовини. Добрива збільшували нагромадження загальної кількості вегетативної маси у сорізу на 5,9-17,9 %.
Відповідно одержаних даних до фази кущіння в неудобреному варіанті соріз формує 15,5 ц/га вегетативної маси, що становить 11,9 % від максимальної її кількості, а у фазу трубкування і викидання волоті відповідно 63,6 та 113,5 ц/га або 48,9 та 87,3 %. Максимальну надземну масу (130,0 ц/га) соріз формує в фазу молочно-воскової стиглості зерна. В подальшому вона зменшується в середньому на 4,5-5,5 %.
Аналогічно формувалась надземна маса і в удобрених рослин, але загальна її кількість на фоні N60Р60К30 перевищувала контрольні значення в період кущіння на 19,3, виходу в трубку - на 26,1, викидання волоті - на 24,8, молочно-воскової стиглості зерна відповідно на 23,7 %.
Слід зазначити, що при внесені добрив під передпосівну культивацію у сорізу формувалась дещо менша кількість надземної маси ніж при їх заробці під оранку або весною локально.
За даними наших досліджень максимальних розмірів листова поверхня у сорізу досягає в фазу викидання волоті, в контрольному варіанті вона складала 23,9 тис. м2/га. Встановлено, що 24,3 % площі від максимальної її кількості у рослин формується до фази кущіння, а до фази виходу в трубку - 72,0 %. Після викидання волоті спостерігається зменшення асиміляційної поверхні. Оптимальних розмірів вона досягала на фоні N30Р60К30+ АФБ та N60Р60К30 і складала відповідно 28,2 та 28,6 тис.м2/га, що на 18,0-19,7 % перевищує контроль і на 2,5-12,6 % інші удобрені варіанти.
Застосування мінеральних добрив впливало і на загальний вміст хлорофілу в листях (табл. 1).
Таблиця 1
Вміст хлорофілу в листі рослин, мг/г сирої речовини
(середнє 1994-1996 рр.)
Так, при внесені N30Р30К30 та N60Р30К30 під оранку кількість його в порівнянні з контролем збільшилась у фазу кущіння відповідно на 18,8 та 34,2 %.
Важливою характеристикою фотосинтетичної діяльності рослин є показник фотосинтетичного потенціалу, який за нашими даними набуває максимального значення у сорізу при внесені під зяб N60Р60К30 та при застосуванні АФБ на фоні N30Р60К30 і складає відповідно 1,30 та 1,29 млн.м2 днів/га, що на 22,6 та 21,7 % перевищує контроль.
Величина чистої продуктивності фотосинтезу практично не змінювалась при внесені мінеральних добрив і лише на початку розвитку рослин відмічено тенденцію до її збільшення в удобрених варіантах. Все це свідчить про екстенсивний характер продуційного процесу у рослин з більш високим рівнем мінерального живлення, продуктивність яких зростає в основному за рахунок збільшення загальної фотосинтезуючої поверхні листя.
Вплив мінеральних добрив на вміст азоту, фосфору і калію в рослинах.
Проведені нами біохімічні аналізи свідчать, що вміст азоту в рослинній масі закономірно збільшується при підвищені його кількості в складі повного мінерального добрива. Так, якщо у неудобрених рослин у фазу кущіння вміст азоту становив 2,23 %, то при внесені N30 та N90 кількість його збільшилась на 11,2 та 17,9 відносних відсотків відповідно. Застосування АФБ на фоні N30Р30К30 дещо підвищувало концентрацію елемента в сухій масі в порівнянні з варіантами де вносили лише одні мінеральні добрива в такій же кількості.
Вміст фосфору в рослинах неудобреного варіанту складав 0,72 %. Внесення 30 та 60 кг/га Р2О5 збільшувало його кількість на 13,9-20,8 %. Значно підвищувало концентрацію фосфору в рослинах на початку розвитку локальне внесення суперфосфату.
Вміст калію в листостебловій масі практично не залежав від доз, строків та способів внесення мінеральних добрив.
У всі роки досліджень максимальна кількість NРК у надземній масі сорізу була на початку його вегетації.
Розрахунок господарського виносу елементів мінерального живлення показав, що його величина перебуває в прямій залежності від загального врожаю сухої біомаси і визначається процентним вмістом NРК в рослинах. Винос азоту і зольних елементів був найбільший в варіанті з застосуванням N60Р60К30 під оранку. На цьому фоні рослини виносили із грунту 112,6 кг азоту, 56,2 кг фосфору та 158,2 кг калію, що на 46,0, 64,8 та 22,5 % більше ніж в неудобреному варіанті.
Коренева система та водоспоживання сорізу.
Встановлено, що розвиток кореневої системи сорізу залежав від доз мінеральних добрив (табл.2).
Найбільш інтенсивне накопичення маси коріння у сорізу у всі роки досліджень спостерігали у першій половині вегетації. Так, в 0-50 см шарі грунту неудобреного варіанту до фази кущіння у рослин формувалось 16,9 ц/га маси коренів або 61,1 % від максимальної кількості. До фази виходу в трубку, викидання волоті та повної стиглості зерна вона збільшувалась відповідно на 26,1, 6,9 та 5,8 % і у фазу повної стиглості зерна маса коренів в неудобреному варіанті складала 27,6 ц/га.
Таблиця 2.
Маса повітряно-сухих коренів у сорізу, ц/га
(середнє за 1994-1996 рр.)
Добрива значно збільшували загальну вагу коріння. В 0-50 см шарі грунту в фазу повної стиглості зерна при внесені N30Р30К30 під оранку вона перевищувала контроль на 15,9 %. Найбільша коренева система формувалась на фоні N60Р60К30 - в період дозрівання зерна досягла 34,4 ц/га, що на 24,6 % більше від контролю.
Локальне внесення 30 кг Р2О5 на фоні N30К30 суттєво збільшувало масу коріння, але не мало переваги над внесенням добрив врозкид під оранку.
Встановлено також, що незалежно від доз, строків та способів внесення добрив основна маса коренів у сорізу (71,9-74,7 %) знаходиться в орному шарі грунту.
Проведені нами дослідження показали, що ефективність використання води рослинами цієї культури залежала від застосування добрив (табл.3) та погодних умов в період вегетації. У роки досліджень запаси продуктивної вологи в метровому шарі грунту значно різнились між собою. На час появи сходів сорізу вони складали відповідно
Таблиця 3.
Водоспоживання рослин сорізу
61,0, 126,6 та 94,0 мм або 48,4, 105,5 та 78,3 % від середньо багаторічних значень. В кінцевому результаті це вплинуло на сумарне водоспоживання і особливо коефіцієнт водоспоживання культури. Внесення повного мінерального добрива зменшувало коефіцієнт водоспоживання в порівнянні з контролем на 14,7-20,4 %.
Продуктивність та якість зерна сорізу
Врожай сорізу. Проведені дослідження показали, що застосування мінеральних добрив позитивно вплинуло на рівень врожаю. Несприятливі погодні умови 1994 року значно знизили потенційну продуктивність сорізу, але ефективність добрив, при цьому, зберігалась (табл.4).
В середньому за три роки максимальну врожайність (33,0-34,0 ц/га) соріз забезпечив на фоні N30Р60К30+ АФБ та N60Р60К30. До того ж, інокуляція насіння АФБ за нашими даними дає можливість значно скоротити дозу азотних добрив при вирощуванні культури. В варіантах N30Р30К30 + АФБ та N30Р60К30 + АФБ отримана максимальна окупність мінеральних добрив. Вона становить відповідно 5,7 і 5,4 кг зерна на 1 кг д.р. добрив.
Локальне внесення фосфору та повної дози мінеральних добрив було більш ефективним ніж їх внесення врозкид під передпосівну культивацію, але не мало переваги над заробкою добрив під оранку.
Якісні показники. Внесення добрив певною мірою впливало і на якісні показники зерна та крупи сорізу. В удобрених варіантах відзначали збільшення маси 1000 зернин на 5,3-19,1 % при значенні контролю 20,9 г. Загальний вихід та вихід крупи 1-го сорту в середньому за три роки в варіанті без добрив був найбільшим і становив відповідно 68,4%.
Таблиця 4.
Врожайність зерна сорізу , ц/га
| 
