|
ПІВДЕННИЙ ФІЛІАЛ
“КРИМСЬКИЙ АГРОТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ”
НАЦІОНАЛЬНОГО АГРАРНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Щигорцова Олена Леонiдiвна
УДК 635.65:631.165(477.75)
Розробка елементiв технологiї вирощування нуту, гороху, чини i сочевицi в умовах зрошення в Центральному степу Криму
06.01.09 – рослинництво
АВТОРЕФЕРАТ
дисертацiї на здобуття наукового ступеня
кандидата сiльськогосподарських наук
Сiмферополь – 2006 р.
Дисертацiєю є рукопис
Робота виконана в İнститутi ефiроолiйних i лiкарських рослин Української академiї аграрних наук та в Кримському iнститутi агропромислового виробництва Української академiї аграрних наук
Науковий керiвник – академiк УААН,
доктор сiльськогосподарських наук, професор
Адамень Федiр Федорович
радник дирекцiї Кримського iнституту
агропромислового виробництва УААН
Офiцiйнi опоненти: доктор сiльськогосподарських наук,
професор
Савчук Людмила Павлiвна
Пiвденний фiлiал “Кримський
агротехнологiчний унiверситет”
Нацiонального аграрного унiверситету України
кандидат сiльськогосподарських наук
старший науковий спiвробiтник
Мельничук Тетяна Миколаївна
завiдувач лабораторiєю бiологiчного
азоту i фосфору,
директор Пiвденного фiлiалу
İнституту сiльськогосподарської
мiкробiологiї УААН
Провiдна установа – Херсонський державний аграрний унiверситет Мiнiстерства аграрної полiтики України, м. Херсон
Захист вiдбудеться “9” червня 2006 року о 10 00 годинi на засiданнi спецiалiзованої вченої ради Д 52.805.02 у Кримському державному агротехнологiчному унiверситетi за адресою: Україна, 95492, м. Сiмферополь, смт. Аграрне.
З дисертацiєю можна ознайомитись у бiблiотецi Пiвденного фiлiалу “Кримський агротехнологiчний унiверситет” Нацiонального аграрного унiверситету за адресою: Україна, 95492, м. Сiмферополь, смт. Аграрне.
Автореферат розiсланий “6” травня 2006 року
Вчений секретар спецiалiзованої вченої ради,
к. с.-г. н., доцент Ю.М. Дементьєв
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Одним з основних факторiв, що стабiлiзують родючiсть ґрунту в сучасних системах землеробства в Українi , є бобовi рослини, якi в симбiозi з бульбочковими бактерiями здатнi в ґрунтово-клiматичних умовах України засвоїти з повiтря до 125-480 кг/га молекулярного азоту i сформувати високi врожаї дешевого високоякiсного рослинного бiлку (Адамень Ф.Ф., Мельничук Н.М., 2004). Зернобобові культури соя, нут, горох, чина i сочевиця є основою пiрамiди рослинного бiлку в Українi (Сiчкар В.I., 2000).
Актуальнiсть теми. Розробцi технологiй вирощування бобових культур за умов симбiозу з бульбочковими бактерiями, зокрема гороху, в нашiй країнi придiлена певна увага (Камiнський В.Ф., 2000, Клищенко С., 2004, Оверченко Б., 2003 та iн.). Однак цi дослiдження були проведенi в основному в умовах Лiсостепу України. Для Центрального степу Криму дослiджень з розробки елементiв технологiї вирощування гороху проведено дуже мало, а для нових сортiв вусатого типу вони повнiстю вiдсутнi, що стримує розробку i впровадження у виробництво ефективних технологiй для одержання високих урожаїв культури.
Вiдсутнi рекомендацiї щодо способiв посiву, норм висiву нуту, чини та сочевицi в умовах Криму i їх комплементарностi взаємодiї з рiзними штамами бульбочкових бактерiй.
Одним з основних резервiв пiдвищення симбiотичної азотфiксацiї на думку С.К. Самсонова (1990) та Ф.Ф. Адаменя (1999), є специфiчнiсть взаємодiї генотипiв макро- i мiкросимбiонтiв. Тiльки при вдалому пiдборi вiдповiдного сорту i штаму бульбочкових бактерiй можна досягти максимальної фiксацiї азоту i продуктивностi рослин. Однак, незважаючи на численнi данi свiтової лiтератури, в умовах Криму цi питання вивчено недостатньо, вiдомостi ж про ефективнiсть нiтрагiнiзацiї сучасних сортiв нуту, гороху, чини i сочевицi перспективними штамами бульбочкових бактерiй, зовсiм вiдсутнi.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослiдження за темою дисертацiї є роздiлом науково-технiчної програми вiддiлу бiохiмiї Iнституту ефiроолiйних i лiкарських рослин УААН за перiод 2001-2005 рр. (державний реєстрацiйний номер 0198U003820), а також включенi в тематичний план наукових дослiджень Кримського iнституту агропромислового виробництва УААН по виконанню науково-технiчної програми “Зерновi та олiйнi культури”.
Мета i завдання дослiджень. Основна мета дослiджень полягала в розробцi окремих елементiв технологiї вирощування нуту, гороху, чини i сочевицi в умовах Центрального степу Криму на зрошеннi.
Для досягнення поставленої мети розв’язувались такi завдання:
- вивчення ефективностi iнокуляцiї насiння нуту, гороху, чини i сочевицi перспективними штамами бульбочкових бактерiй;
- пiдбiр найбiльш вiрулентних i активних штамiв бульбочкових бактерiй для кожного сорту вищезазначених бобових культур;
- дослiдження впливу передпосiвної iнокуляцiї насiння нуту, гороху, чини i сочевицi на вмiст сирого протеїну в зернi цих культур;
- виявлення сортiв нуту i гороху, максимально пристосованих до ґрунтово-клiматичних умов Центрального степу Криму на зрошеннi;
- вивчення впливу способу посiву i норми висiву нуту, гороху, чини i сочевицi на врожайнiсть та її структуру;
- визначення оптимальної норми висiву i способу сiвби для цих культур за умов зрошення в Центральному степу Криму;
- визначення економiчної ефективностi вирощування зерна нуту, гороху, чини i сочевицi при iнокуляцiї насiння;
- статистична обробка експериментальних даних, аналiз i узагальнення отриманих матерiалiв.
Об’єкт дослiджень – процес формування продуктивностi посiвiв гороху, нуту, чини, сочевицi в залежностi вiд елементiв технологiї, якi вивчаються, а також залежнiсть якостi врожаю зерна дослiджуваних культур вiд iнокуляцiї насiння активними штамами бульбочкових бактерiй.
Предмет дослiджень – сорти нуту Олександрит, Розана, Пам’ять, Карпове, Трiумф, Дiамант; сорти гороху Ефектний, Харвус 1, Харвус 2, Харвус 3; сорт чини Красноградська 4; сорт сочевицi Луганчанка.
Методи дослiджень – польовi, лабораторно-польовi зi спостереженнями i порiвняннями, розрахунково-порiвняльнi, математико-статистичнi.
Наукова новизна отриманих результатiв:
- вперше в умовах Криму обґрунтована специфiчнiсть взаємодiї рiзних сортiв нуту i гороху з певними штамами бульбочкових бактерiй;
- виявлена висока ефективнiсть iнокуляцiї насiння нуту, гороху, чини i сочевицi висококомплементарними штамами бульбочкових бактерiй;
- встановлена можливiсть завдяки нiтрагiнiзацiї насiння одержувати високi врожаї зерна нуту, гороху, чини i сочевицi при одночасному пiдвищеннi вмiсту в зернi сирого протеїну;
- визначенi специфiчнi штами бульбочкових бактерiй для сортiв нуту Олександрит, Розана, Пам’ять, Карпове, Трiумф, Дiамант; для сортiв гороху Ефектний, Харвус 1, Харвус 2, Харвус 3; для чини сорту Красноградська 4, та сочевицi сорту Луганчанка;
- встановленi оптимальнi норми висiву i способи посiву нуту, гороху, чини, сочевицi за умов зрошення в Центральному степу Криму.
Практичне значення отриманих результатiв полягає в оптимiзацiї i економiчному обґрунтуваннi окремих елементiв технологiї вирощування гороху, нуту, чини, сочевицi. На основi результатiв дослiджень розробленi рекомендацiї що до вирощування зернобобових культур при iнокуляцiї насiння штамами бульбочкових бактерiй, якi були впровадженi в сiльськогосподарське виробництво Криму (СПК “Красний Крим” Первомайського району; Товариство по спiльному обробiтку землi Первомайського району АР Крим).
Пластичнiсть окремого сорту бобових i генотипу бактерiй дає основу для знаходження оптимального зв’язку в симбiозi i вiдкриває можливостi для генетико-селекцiйної роботи вiдносно пiдвищення потенцiалу симбiотичної азотфiксацiї.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто виконано польовi i лабораторно-польовi дослiдження. За темою дисертацiї проведено аналiз вiтчизняної та закордонної лiтератури. Узагальнено результати дослiджень, зроблено їх систематизацiю та сформульованi основнi положення дисертацiйної роботи, висновки та рекомендацiї виробництву; пiдготовленi матерiали та написанi статтi.
Апробацiя результатiв дисертацiї. Результати дослiджень були апробованi на Х з’їздi Товариства мiкробiологiв України (Одеса, 2004); на науково-практичнiй конференцiї молодих вчених i спецiалiстiв “Новiтнi технологiї вирощування сiльськогосподарських культур – у виробництво” (Чабани, 2004); на засiданнях вченої ради Кримського iнституту агропромислового виробництва УААН (с. Клепiнiне, Красногвардiйський р-н, 2004); засiданнях вiддiлу технологiї вирощування i вченої ради Iнституту ефiроолiйних i лiкарських рослин УААН (Сiмферополь, 2003, 2004, 2005); Всеукраїнськiй науково-практичнiй конференцiї молодих вчених “Актуальнi проблеми землеробства степової зони в сучасних умовах” (Херсон, 2005).
Публiкацiї. За матерiалами дисертацiї опублiковано 6 наукових робiт, в тому числi 4 у виданнях, якi занесенi до реєстру ВАК України.
Структура та обсяг дисертацiйної роботи. Дисертацiя викладена на 252 сторiнках комп’ютерного тексту, включає 79 таблиць, 13 малюнкiв i 19 додаткiв (151 сторiнка). Робота складається зi вступу, 5 роздiлiв, висновкiв i рекомендацiй виробництву. Список лiтератури включає 208 джерел, у тому числi 17 iноземних авторiв.
За допомогу в органiзацiї польових дослiдiв висловлюю щиру подяку кандидатовi сiльськогосподарських наук Н.Н. Нестерчук та кандидатовi бiологiчних наук М.З. Толкачеву.
ОГЛЯД ЛIТЕРАТУРИ
У роздiлi подається огляд лiтератури з питань агротехнiки вирощування та iнокуляцiї насiння бобових культур штамами бульбочкових бактерiй. Проаналiзовано результати дослiджень вiдчизняних i закордонних вчених по застосуванню штамiв бульбочкових бактерiй.
Показано, що далеко не повно вивченi елементи технологiї вирощування – способи посiву та норми висiву нуту, гороху, чини i сочевицi. На основi цього розроблено програму дослiдження за темою дисертацiї.
МЕТОДИКА Й УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛIДЖЕНЬ
Польовi дослiдження проводились протягом 2002-2004 рр. на зрошуваних землях Кримського iнституту агропромислового виробництва УААН, що розташований в селi Клепiнiне Красногвардiйського району АР Крим.
Основним ґрунтовим рiзновидом розповсюдженим на територiї Кримського iнституту УААН є чорнозем пiвденний малогумусний на жовто-бурих лiсовидних легких глинах.
Клiмат цього району континентальний, помiрно-холодний, напiвсухий, з великими коливаннями температури i максимальною кiлькiстю опадiв у лiтнiй перiод.
Погоднi умови за основними показниками (кiлькiсть тепла, вологи i їх розподiл протягом перiоду вегетацiї, кiлькiсть днiв з суховiями та вiдносною вологiстю менше 30%) вiдрiзнялись за роками проведення дослiджень та мали суттєвi вiдхилення вiд середнiх багаторiчних показникiв, але основнi закономiрностi впливу факторiв, якi вивчали в дослiдi, на формування елементiв продуктивностi зберiгалися.
Проведенi дослiдження виконанi з урахуванням вимог методики дослiдної справи за Б.О. Доспєховим (1985). Площа облiкових дiлянок 12 м2 при 4-х разовiй повторностi.
Попередником зернобобових культур була озима пшениця. Агротехнiка в дослiдi вiдповiдала рекомендованiй на час їх проведення для зони Степу, за виключенням агрозаходiв, змiна яких передбачалась схемою дослiду для вивчення.
Пiд час проведення дослiдiв вологiсть ґрунту пiдтримували на рiвнi не нижче 70-80 % вiд НВ. Полив здiйснювали дощувальною машиною ДДА -100 МА.
Для досягнення поставленої мети у програму дослiджень були включенi два польовi дослiди. Дослiд № 1 був спрямований на вивчення симбiотичної азотфiксацiї сортiв нуту, гороху, чини, сочевицi та визначення найбiльш ефективних штамiв бульбочкових бактерiй. Для цього частину насiння нуту, гороху, чини, сочевицi за 1-2 години до сiвби обробляли штамами бульбочкових бактерiй при розрахунковiй дозi iнокулюму 106 бактерiй /насiнину. Контроль - варiант без обробки насiння. Штами бульбочкових бактерiй були одержанi з лабораторiї Пiвденного фiлiалу İнституту сiльськогосподарської мiкробiологiї УААН.
Дослiд № 2 був проведений з метою визначення оптимальних норм висiву i способiв сiвби для нуту, гороху, чини, сочевицi.
Для вирiшення поставлених завдань проводився комплекс дослiджень, пiдрахункiв та спостережень:
- площу листкової поверхнi у вiдiбраних зразках визначали методом висiчок (З.М. Грицаєнко, 2003);
- збирання врожаю проводили подiляночно комбайном “Sampo-130” та подальшим зважуванням насiння. У ходi збирання вiдбирали зразки зерна для визначення показникiв якостi;
- вмiсту сирого протеїну в зернi бобових культур визначали згiдно вимог Держстандарту 13496,4-93;
- математико-статистичний аналiз експериментальних даних виконано методом дисперсiйного аналiзу за Доспєховим Б.О. (1985) з використанням сучасних комп’ютерних програм.
ВПЛИВ ВЗАєМОДIЇ ОКРЕМИХ СОРТIВ НУТУ, ГОРОХУ, ЧИНИ I СОЧЕВИЦI З РIЗНИМИ ШТАМАМИ БУЛЬБОЧКОВИХ БАКТЕРIЙ НА ВРОЖАЙНIСТЬ ТА ЇЇ СТРУКТУРУ
З метою вивчення впливу iнокуляцiї насiння нуту, гороху, чини i сочевицi на врожайнiсть цих культур, нами були проведенi польовi дослiдження. В дослiдах культури висiвали: нут – широкорядним способом (з мiжряддями 45 см) з нормою висiву 0,4 млн./га; горох – рядковим способом (з мiжряддями 15 см) з нормою висiву 0,8 млн./га; чина – рядковим способом (з мiжряддями 15 см) з нормою висiву 1,0 млн./га; сочевиця – широкорядним способом (з мiжряддями 45 см) з нормою висiву 3,0 млн./га.
В дослiдах проводили фенологiчнi спостереження та бiометричнi вимiри: висота рослин, висота прикрiплення нижнього бобу, площа листкової поверхнi, кiлькiсть бобiв у середньому на 1 рослину, вага зерен з 1 рослини, маса 1000 зерен, визначення кiлькостi i маси бульбочок, облiк урожаю проводили ваговим методом.
Проведеними дослiдженнями була встановлена залежнiсть висоти рослин, площi листкової поверхнi, маси 1000 зерен нуту, гороху, чини, сочевицi вiд взаємодiї з окремими штамами бульбочкових бактерiй. Висота прикрiплення нижнього бобу при iнокуляцiї насiння збiльшувалась тiльки на сортах нуту Трiумф i Дiамант по варiанту зi штамом Н-28, а на горосi – на сортах Ефектний по варiантах 248-Б, П-2, Харвус 2 – 65, П-2.
Обробка насiння зернобобових рослин штамами бульбочкових бактерiй сприяла збiльшенню числа бобiв на рослинах. Так, у iнокульованих рослин нуту вiдбувалось iстотне збiльшення кiлькостi бобiв практично в усiх варiантах. Однак найбiльша маса зерен з однiєї рослини нуту при дiї штамiв бульбочкових бактерiй на сортах Олександрит, Розана, Пам’ять була вiдмiчена у варiантi зi штамом Н-18; Карпове, Трiумф – на варiантах Н-18, Н-28, Н-12; на сортi Дiамант – 522, Н-14, Н-28, Н-18.
Iнокуляцiя насiння гороху також сприяла збiльшенню числа бобiв на рослинах. В середньому за 3 роки дослiджень за цим параметром на всiх сортах видiляються штами 261-Б та Г-8. Крiм того, дуже ефективними у цьому вiдношеннi на сортi Харвус 1 виявилися штами 31, 65; Харвус 2 – П-2, 4; Харвус 3 – 31. Маса зерна з однiєї рослини гороху на сортi Ефектний суттєво збiльшувалась у варiантах зi штамами П-2, 261-Б, Г-8, 4, 31, 65; Харвус 1 – 261-Б, Г-8, 4, 31, 65; Харвус 2 – П-2, 261-Б, Г-8, 4; Харвус 3 – П-2, 261-Б, Г-8, 31.
Окремi штами бульбочкових бактерiй сприяли збiльшенню кiлькостi бобiв на рослинах чини. В середньому за цим параметром видiляються штами П-2 i 261-Б. Найбiльшою маса зерен з однiєї рослини чини була у варiантах зi штамами П-2, 261-Б, 2802.
Застосування активних штамiв бульбочкових бактерiй на сочевицi збiльшувало число бобiв з однiєї рослини на варiантах Ч-14 i 248-Б.
Одним з найважливiших параметрiв iнтенсивностi фiксацiї атмосферного азоту бобовими культурами є кiлькiсть бульбочок на коренях рослин. У наших дослiдженнях пiдрахунок бульбочок проводили у фазу масового цвiтiння рослин. Встановлено, що використання активних штамiв бульбочкових бактерiй на нутi збiльшувало їх кiлькiсть в усiх варiантах. У дослiдах тiльки окремi неiнокульованi рослини нуту утворювали одиничнi, дуже крупнi бульбочки, iнiцiйованi бактерiями, якi, мабуть, заносяться з насiнням.
В цiлому, найбiльша середня кiлькicть бульбочок на сортi Олександрит була вiдмiчена у рослин на варiантах зi штамами Н-18, Н-17; Розана – Н-14 i 2102; Пам’ять – Н-17, Н-28; Карпове – Н-18; Трiумф – Н-28, Н-18, Н-14; Дiамант – Н12, Н-14 (мал.1).
мал.1. Вплив штамiв бульбочкових бактерiй на кiлькicть бульбочок нуту,
штук з однiєї рослини (2002-2004 рр.)
Однак мiж кiлькiстю i масою бульбочок нуту у варiатах встановлена деяка невiдповiднiсть, що пояснюється рiзною величиною бульбочок. У дослiдах пiдрахунок бiомаси бульбочок проводили у фазу масового цвiтiння рослин. У середньому, найбiльша бiомаса бульбочок нуту на сортах Олександрит i Розана встановлена на варiантi зi штамом Н-18 – 485,0 i 524,3 мг/рослину вiдповiдно; на сортi Пам’ять – Н-18, Н-28 – 332,3 i 294,0; Карпове – Н-18, Н-12, Н-28 – 490,0, 463,3, 461,3; Трiумф – Н-28, Н-18, Н-17 – 504,3, 470,0, 444,3; Дiамант – Н-12 – 608,3 мг/рослину.
Проведеними дослiдженнями встановлено, що неiнокульованi рослини гороху, чини та сочевицi можуть утворювати поодинокi бульбочки, але при iнокуляцiї насiння їх кiлькiсть значно збiльшується. Так, iнокуляцiя насiння гороху сортiв Харвус 1, Харвус 2, Eфектний достовiрно збiльшувала кiлькiсть бульбочок по варiантам зi штамами, за винятком 248-Б, а сорту Харвус 3 - по всiм штамам бульбочкових бактерiй. У середньому за цим параметром на сортi Ефектний видiляються варiанти зi штамами 261-Б, Г-8, П-2, 31; Харвус 3 – Г-8, 248-Б, П-2, 261-Б, 31; Харвус 1 – 4, Г-8, 261-Б; Харвус 2 – П-2, 4, Г-8, 31, 65 (мал.2).
Мал. 2. Вплив штамiв бульбочкових бактерiй на кiлькiсть бульбочок гороху, штук з однiєї рослини ( 2002-2004 рр.)
На чинi найбiльша кiлькiсть бульбочок в середньому за 2002-2004 рр. була вiдмiчена у варiантах зi штамами 760, 261-Б, П-2 – 16,9, 19,0, 18,1 штук з однiєї рослини вiдповiдно (контроль- 11,8 штук). Найбiльша бiомаса бульбочок була одержана при iнокуляцiї штамами 261-Б i П-2 i склала вiдповiдно 87,4 i 88,3 мг/рослину (контроль – 44,2 мг/рослину).
Iнокуляцiя насiння сочевицi збiльшувала число бульбочок на коренях рослин в усiх варiантах. При цьому бiомаса бульбочок при iнокуляцiї штамами 2707, К-29, 248-Б, 2720, Ч-14 збiльшувалась практично в 2 рази (контроль – 11,3, К-29 -22,3, 248-Б – 22,6, 2707- 20,2, 2720- 19,4, Ч-14 -20,1 мг/рослину).
Основним критерiєм, який дозволяє оцiнити ефективнiсть застосування рiзних прийомiв для покращення умов вирощування сiльськогосподарських культур, є їх вплив на врожайнiсть. Пiд час дослiдiв нами проводився послiдовний вiдбiр найбiльш ефективних штамiв мiкроорганiзмiв для кожного сорту бобових культур.
Передпосiвна обробка насiння нуту в цiлому пiдвищувала врожайнiсть всiх сортiв. Однак при цьому спостерiгається певна комплементарнiсть взаємодiї генотипiв фiто- i ризобiосимбiонтiв. Так, у наших дослiдженнях на сортах Олександрит, Розана, Пам’ять найбiльш ефективним виявився штам Н-18; на сортi Карпове – Н-12, Н-18, 2102, Н-28; Трiумф – 522, Н-18, Н-28, Н-12; Дiамант – Н-28, 522, Н-14 (табл.1).
| 
