Кушнір Формування продуктивності гороху залежно від технологічних прийомів вирощування в умовах Правобережного Лісостепу України

Короткий зміст

РОЗДІЛ 1. НАУКОВІ ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ УРОЖАЮ ТА ЯКОСТІ ЗЕРНА ГОРОХУ ЗАЛЕЖНО ВІД ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЙОМІВ ВИРОЩУВАННЯ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)

Проведено аналіз результатів досліджень вітчизняних і закордонних вчених в області біології культури гороху та особливостей технології її вирощування. Визначено і обгрунтовано перспективні напрями досліджень та висунуто робочу гіпотезу.

РОЗДІЛ 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВО-КЛІМАТИЧНИХ УМОВ

ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження по вивченню формування продуктивності інтенсивних сортів гороху залежно від впливу технологічних прийомів вирощування проводили в умовах правобережного Лісостепу України на базі Верхівського сільськогосподарського технікуму.

Грунтовий покрив дослідної ділянки представлено чорноземами опідзоленими карбонатними на лесі. За матеріалами грунтового обстеження, вміст гумусу в орному шарі складає 3,26%. Насиченість основами – 90%. Реакція грунтового середовища – рН_{сольове} – 5,1-5,5. Забезпеченість поживними речовинами: N_(вал.) – висока – 9,3 мг/100 г грунту, Р₂О₅ – середня – 8,0 мг і К₂О – підвищена – 11,0 мг/100 г грунту.

Передбачалось вивчення особливостей формування врожаю та якості зерна сортами гороху залежно від впливу систем захисту рослин та доз мінеральних добрив в умовах Правобережного Лісостепу України.

Для вивчення моделей технологій було закладено польовий дослід за наступною схемою:

Фактор А – сорт:

1. Люлинецький короткостебельний; 2. Світязь; 3. Орендатор.

Фактор В – дози мінеральних добрив:

1. Р₆₀К₆₀ + емістим С + інокуляція; 2. Р₆₀К₆₀ + емістим С + інокуляція + N₆₀ до сівби; 3. Р₆₀К₆₀ + емістим С + інокуляція + N₃₀ до сівби + N₃₀ у фазі бутонізації.

Фактор С – система захисту рослин:

1.      Звичайна загальноприйнята: протруювання насіння препаратом вітавакс 200 ФФ (2 л/т) та обприскування посівів Бі-58 Новий (0,8 л/га) в фазу бутонізації проти горохової зернівки та попелиці;

2.      Інтенсивна: протруювання насіння препаратом вітавакс 200 ФФ (2 л/т), обприскування посівів Бі-58 Новий (0,8 л/га) в фазу бутонізації проти горохової зернівки і попелиці та додаткове обприскування посівів препаратом деціс (0,15 л/га) в фазу початку наливання бобів з метою запобігання прогнозованому розвитку зерноїда та попелиці.

Співвідношення факторів - 3Ч3Ч2 дозволило вивчати в досліді 18 моделей технологій вирощування. Повторність в досліді – чотирьохразова. Загальна площа посівної ділянки – 39,5 м², облікової – 25 м².

Збирання урожаю проводили зернозбиральним комбайном “Сампо –500” при дозріванні 90% бобів з послідуючим перерахунком маси зерна на 14%  вологість.

Протягом вегетаційного періоду гороху проводили наступні дослідження рослин і грунту:

- фенологічні спостереження за ростом і розвитком гороху проводили за "Методикою державного сортовипробування сільськогосподарських культур (1983)” і "Методикою проведення досліджень по кормовиробництву (1998)". Відмічали основні фази росту і розвитку рослин: за початок фази приймали наявність її не менше як у 10 % рослин, за повну - у 75 % рослин;

- підрахунок густоти рослин проводили у фазі повних сходів і перед збиранням врожаю на постійно закріплених площадках, у трьохразовій повторності на двох несуміжних повтореннях;

- висоту рослин визначали шляхом заміру на 25 рослинах у трьохразовій повторності на двох несуміжних повтореннях;

-       оцінку фотосинтетичної діяльності проводили за наступними показниками: площу листкової поверхні визначали методом “висічок”; фотосинтетичний потенціал (ФП), чисту продуктивність фотосинтезу (ЧПФ), використовуючи методику А.А.Ничипоровича і ін та формулу Кідда, Вестама і Брігса;

-       використання рослинами ФАР визначали за методикою Х.Г. Тоомінга, по формулі: К = МЧР/Р_ФАРЧ100, де К – коефіцієнт використання ФАР, %; М - маса сухої речовини, яка накопичена посівами за вегетацію, кг/га; Р - калорійність рослин, кКал/кг; Р_ФАР - надходження ФАР за вегетацію, млрд. кКал. на 1 га;

-       динаміку накопичення зеленої і сухої маси визначали за основними фазами вегетації шляхом відбору зразків по 10 рослин і їх зважуванням. Вміст сухої речовини визначали ваговим методом при висушуванні в термостаті;

-       вологість грунту визначали по горизонтах 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-60, 60-80, 80-100 см протягом вегетаційного періоду термостатно-ваговим методом з послідуючим висушуванням зразків до маси абсолютно сухого грунту. Вміст вологи вираховували в процентах до маси абсолютно сухого грунту. Після цього проценти переводили в міліметри доступної вологи;

-       визначення кількості і маси бульбочок та питомої активності симбіозу проводили за методикою Г.С. Посипанова (1991);

-       для визначення структури урожаю гороху відбирали зразки по 25 рослин з кожного повторення;

-       біохімічну оцінку зразків насіння гороху проводили на вміст сирого протеїну за методом К’єльдаля;

-       облік урожаю проводили методом суцільного збирання і зважування з кожної ділянки. При збиранні гороху для визначення біологічної урожайності відбирали середню пробу насіння з кожної ділянки з послідуючим визначенням в лабораторії вологості і засміченості;

-       статистичну обробку результатів досліджень проводили методом дисперсійного та кореляційно-регресійного аналізу на персональному комп’ютері із використанням спеціальних пакетів програм;

-       за урожайними даними розраховували біоенергетичну ефективність вирощування гороху залежно від доз мінеральних добрив та системи захисту за методикою Н.С. Балаур і А.В. Тетю (1988).

-       комплексну оцінку конкурентоспроможності розроблених технологій вирощування гороху проводили згідно з методикою, запропонованою А.Д. Гаркавим,  В.Ф. Петриченком і А.В. Спіріним (2003).

РОЗДІЛ 3. РІСТ І РОЗВИТОК СОРТІВ ГОРОХУ ЗАЛЕЖНО ВІД ВПЛИВУ

ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЙОМІВ

Встановлено, що в середньому тривалість вегетаційного періоду гороху Люлинецький короткостебельний на контрольному варіанті досліду, де вносили Р₆₀К₆₀, а насіння обробляли регулятором росту емістим С і активним штамом бульбочкових бактерій Rhizobium Leguminosаrum, становила 85 днів. За додаткового удобрення посівів N₆₀ до сівби або роздрібного внесення азотних добрив N₃₀ до сівби та N₃₀ у фазі бутонізації тривалість вегетаційного періоду зростала не суттєво – на 1-2 дні. Аналогічна залежність спостерігалась і в сортів гороху Світязь та Орендатор. Застосування азотних добрив у нормі N₆₀ не суттєво змінювало тривалість вегетаційного періоду сортів гороху. Виявлено, що тривалість вегетаційного періоду сортів гороху зростала на 1-2 дні при застосуванні інтенсивної системи захисту рослин від шкодочинних об’єктів. Відмічено, що інтенсифікація умов живлення та системи захисту сприяє подовженню тривалості вегетаційного періоду в цілому на 2-5 днів порівняно з контролем. Відмічено залежність, що характеризується скороченням вегетативного періоду на 1-2 дні та подовженням генеративного – на 2-3 дні при застосуванні роздрібного внесення азотних добрив на фоні інтенсивної системи захисту.

На цих же варіантах досліду густота стояння рослин у фазі повного цвітіння складала 121-124, а у фазі повної стиглості - 120-122 шт/м², в той час як на контролі ці показники відповідно складали 114-117 та 111-114 шт/м². При цьому було встановлено, що збільшення показників виживаності рослин у посіві пов’язане з ефективним контролем чисельності шкідників за рахунок застосування інтенсивної системи захисту.

Усі сорти гороху реагували приростами висоти на застосування азотних добрив у дозі 60 кг/га д.р. до сівби або за роздрібного  внесення N₃₀ – до сівби та N₃₀ – у фазі бутонізації. Висота рослин на цих варіантах була на 2,0-3,8 см більшою, ніж на контролі. На цих варіантах спостерігались і максимальні середньодобові прирости: 1,04-1,05 см/добу – на фоні звичайної системи захисту рослин та 1,05-1,09 см/добу – на фоні інтенсивної.

Коефіцієнт водоспоживання гороху відрізнявся залежно від сортів і доз добрив. Так, найвищий коефіцієнт водоспоживання спостерігався у сорту Орендатор – 865-936 м³/га, у той час, як у сортів Люлинецький короткостебельний і Світязь ці показники відповідно складали 813-896 та 806-871 м³/га.

Відмічено зниження коефіцієнта водоспоживання в гороху при застосуванні азотних добрив. Так, у сорту Люлинецький короткостебельний цей показник складав 887 м³/га – за одноразового внесення 60 кг/га д.р. азоту до сівби та 813 м³/га – за роздрібного внесення N₃₀ до сівби та N₃₀ - у фазі бутонізації. Це, відповідно, на 39 і 83 м³/га менше, ніж на контролі. Аналогічна залежність спостерігалась і за формування показника сумарного водоспоживання.

Рослини гороху за поліпшення умов азотного живлення раціональніше споживають основні поживні елементи. Так, за вирощуванні гороху Люлинецький короткостебельний на контролі винос азоту, фосфору і калію на формування 1 т зерна відповідно складав 63,2; 14,7 та 18,9 кг. За одноразового внесення азотних добрив на фоні інтенсивної системи захисту ці показники були меншими – 62,8; 14,2 та 18,5 кг відповідно. А при застосуванні роздрібного внесення азотних добрив вони складали – 62,4; 13,6 та 18,0 кг.

За роздрібного внесення азотних добрив на фоні інтенсивної системи захисту формувались найвищі показники індивідуальної продуктивності рослин гороху. Так, у сорту Люлинецький короткостебельний кількість квіток складала – 5,1 шт., насінин із однієї рослини 21,4 шт., що більше, ніж на контролі на 0,3 та 4,2 шт. При цьому маса насіння з однієї рослини та маса 1000 насінин також були максимальними – 4,8 та 255 г, що відповідно на 0,6 та 11 г більше порівняно з контролем. Аналогічні залежності, але за дещо нижчих абсолютних значень, спостерігались і в сортів Світязь та Орендатор.

Встановлено тісну кореляційну залежність між значеннями рівня врожайності і вмісту сирого протеїну та забезпеченням вегетаційного періоду сумою активних температур та кількістю опадів. Регресія врожайності гороху (у₁) та вмісту сирого протеїну (у₂) від вказаних факторів (х) описується наступним регресійним рівнянням: у₁= 18,0062-0,0027Х₁+0,0943Х₂; у₂=22,4314-0,0010Х₁-0,0012Х₂+0,1019Х₃.

РОЗДІЛ 4. ФОТОСИНТЕТИЧНА ТА СИМБІОТИЧНА ПРОДУКТИВНІСТЬ

ПОСІВІВ ГОРОХУ ЗАЛЕЖНО ВІД ВПЛИВУ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРИЙОМІВ

У середньому за роки досліджень, максимальна площа листкової поверхні в посівах гороху (37,5-48,3 тис. м²/га) формувалась у фазі повного цвітіння. Починаючи від сходів і до цієї фази вона поступово наростала, а у фазі фізіологічної стиглості знову зменшувалась у 2,5-4 рази. Це пов’язано із підсиханням та опаданням листя внаслідок процесу реутилізації поживних речовин у процесі формування і наливання насіння в бобах. Максимальні показники площі листкової поверхні у сорту Люлинецький короткостебельний  (48,3 тис. м²/га)  формувались у варіантах із роздрібним внесенням азотних добрив на фоні інтенсивної системи захисту. Це на 9,6 тис. м²/га більше  порівняно з контролем.

На цих же варіантах досліду формувався найбільший фотосинтетичний потенціал – 1949 тис.м² днів/га, що на 421 тис.м² днів/га більше при порівнянні із контролем.

Встановлено синусоїдний характер формування показників чистої продуктивності фотосинтезу (ЧПФ) у гороху. Так, у сорту Люлинецький короткостебельний, максимальні рівні чистої продуктивності фотосинтезу – 6,17-7,60 г на м² за добу спостерігались у період від повних сходів до повної бутонізації (рис. 1).

Рис. 1. Динаміка чистої продуктивності фотосинтезу гороху Люлинецький короткостебельний залежно від впливу технологічних прийомів, (у середньому за 1996-1999 рр.)

Зміст варіантів: Звичайна система захисту: 1 – Р₆₀К₆₀ + емістим С + інокуляція (фон); 2 – фон + N₆₀ до сівби; 3 – фон + N₃₀ до сівби + N₃₀ у фазі бутонізації; Інтенсивна: 4 – фон + N₃₀ до сівби  + N₃₀ у фазі бутонізації.

У період повної бутонізації – повного цвітіння ці показники зменшувались майже втричі і складали 2,19-2,82 г на м² за добу. В наступний період, який триває від фази повного цвітіння до фази наливання насіння, показники ЧПФ дещо зростали і складали 3,83-4,11 г на м² за добу. А найменшими – 0,92-1,19 г на м² за добу вони були в період повного наливання насіння - фізіологічної стиглості. Нами встановлено, що роздрібне внесення азотних добрив на фоні інтенсивної системи захисту посівів сприяло формуванню найвищих показників ЧПФ у всіх сортів гороху.

За оптимізації умов азотного живлення накопичення сухої органічної речовини врожаю зростало незалежно від системи захисту. Так, за вирощування гороху Люлинецький короткостебельний із внесенням азоту в дозах N₃₀ до сівби та N₃₀ у фазі бутонізації маса сухої речовини в період повного наливання насіння-фізіологічної стиглості складала 7,52 т/га на фоні звичайної та 8,40 т/га – на фоні інтенсивної системи захисту посівів. Це, відповідно, на 1,38 та 2,26 т/га більше порівняно із ділянками контрольного варіанта. За одноразового внесення азотних добрив у дозі N₆₀ до сівби ці величини були дещо меншими і відповідно переважали контроль на 1,12 та 1,74 т/га. Аналогічні дані, але за дещо менших абсолютних показників, спостерігались і за вирощування в досліді інших сортів гороху.

Дози азотних добрив і система захисту рослин від шкодочинних об’єктів впливали і на формування показників симбіотичної продуктивності посівів гороху. Утворення бульбочок на коренях починалось на 13-16 день після появи сходів. Поява легемоглобіну відзначалась на 7-11 день після появи бульбочок. Як і самі бульбочки, легемоглобін з’являвся раніше в ризосфері сорту Люлинецький короткостебельний, потім у Світязя і Орендатора. Таку різницю ми пов’язуємо із особливостями взаємодії генотипів макро- і мікросимбіонта.

Встановлено, що починаючи від фази третього листка кількість бульбочок зростає, досягаючи максимуму у фазі повного цвітіння, а потім поступово зменшується аж до фази повного наливання насіння. На контролі у фазі третього листка загальна кількість бульбочок складала 24, а кількість активних – 7 шт. на рослину. У фазі повного цвітіння їх кількість відповідно зросла до 93 та 77 шт., , а у фазі повного наливання насіння зменшилась і становила 30 та 15 шт.

Застосування азотних добрив пригнічувало розвиток симбіотичного апарату в гороху. Так, у сорту Люлинецький короткостебельний у фазі повного цвітіння у варіантах досліду, де вносили 60 кг/га д.р. азоту, загальна кількість бульбочок складала 56 шт./рослину, а активних – 41. Це, відповідно, на 37 та 36 шт. менше, ніж на контролі. За роздрібного внесення азотних добрив за схемою N₃₀ до сівби і N₃₀ у фазі бутонізації бульбочок утворювалось відповідно 68 та 48 шт./рослину, що на 25 та 29 шт. менше, ніж на контролі.

Подібна залежність спостерігалась у формуванні маси бульбочок на одній рослині та на одному гектарі посіву. Так, на контролі формувалась максимальна загальна маса бульбочок 165,6 кг/га та маса активних – 140,7 кг/га. За внесення N₆₀ до сівби загальна маса бульбочок була меншою на 65,7, а маса активних – на 67 кг/га. За роздрібного внесення азотних добрив за схемою N₃₀ до сівби та N₃₀ в фазу бутонізації загальна маса бульбочок була дещо вищою – 117,4 кг/га та 86,7 кг/га – активних. Це, відповідно, на 48,2 та 54 кг/га менше, ніж на контролі. Аналогічна динаміка спостерігалась і в сортів Світязь та Орендатор, але за дещо менших абсолютних значень цих показників.

Відповідно до показників тривалості симбіозу і маси бульбочок формувалась величина загального та активного симбіотичних потенціалів (ЗСП та АСП), (рис. 2).

Рис. 2. Загальний та активний симбіотичний потенціал посівів гороху Люлинецький короткостебельний залежно від впливу технологічних прийомів (у середньому за 1996-1999 рр.)

Зміст варіантів: Звичайна система захисту: 1 – Р₆₀К₆₀ + емістим С + інокуляція (фон); 2 – фон + N₆₀ до сівби; 3 – фон + N₃₀ до сівби  + N₃₀ у фазі бутонізації; Інтенсивна: 4 – фон + N₃₀ до сівби  + N₃₀ у фазі бутонізації.

Так, у сорту Люлинецький короткостебельний максимальні показники ЗСП – 3,882 та АСП – 1,868 тис. кг. днів/га формувались на контролі на фоні звичайної системи захисту. За внесення азотних добрив у дозі N₆₀ до сівби ці показники були меншими відповідно – на 1,492 та 0,898 тис. кг. днів/га. За роздрібного внесення азотних добрив за схемою N₃₀ до сівби + N₃₀ у фазі бутонізації ЗСП та АСП були меншими, порівняно з контролем на 0,768 та 0,419 тис. кг. днів/га – на фоні звичайної системи захисту і на 0,681 та 0,262 тис. кг. днів/га – на фоні інтенсивної системи захисту.

Відповідним чином варіювала і кількість симбіотично фіксованого азоту: на контролі – 40 кг/га, за внесення азотних добрив у дозі N₆₀ до сівби на фоні інтенсивної системи захисту – 21 кг/га та при роздрібному внесенні азотних добрив.