Богданець В.А. Агрохімічна оцінка нових видів добрив та продуктивність пшениці ярої на лучно-чорноземному грунті Правобережного Лісостепу України

Краткое содержание

ОСОБЛИВОСТІ ЖИВЛЕННЯ ТА УДОБРЕННЯ ПШЕНИЦІ ЯРОЇ

(огляд літератури)

Посівні площі під пшеницею ярою в нашій країні зросли з 8,7 тис. га у 1990 р. до 622 тис. га у 2006 р. Питання вивчення впливу умов вирощування, застосування різних норм та строків внесення добрив на врожай зерна пшениці ярої та показники його якості із врахуванням сорто-генетичних особливостей має теоретичне й практичне значення (Городній М. М. та ін., 2000, 2004; Кумаков В. А., 1980, 2004; Сайко В.Ф. та ін., 1994, Tisdale S. L. et al., 1986). Застосування добрив справляє значний вплив на показники якості зерна пшениці ярої та хлібопекарські якості борошна; слід спрямовувати цей потужний ресурс у ті етапи росту і розвитку, коли рослини формують елементи продуктивності (Кудрявицька А. М., 2004; Підручна О. В., 2000; Кумаков В. А., 1988; Анікст Д. М., 1986; Коданев І. М., 1977).

Добрива сприяють мобілізації поживних речовин у ґрунті, відтворенню родючості ґрунту, активізують фізіолого-біохімічні процеси в рослинах, впливаючи таким чином на врожай зерна і його якість. Проблема оптимізації мінерального живлення пшениці ярої в ринкових умовах господарювання є актуальною в наш час.

Тому наші дослідження було спрямовано на вивчення ефективності тривалого застосування добрив на продуктивність пшениці ярої в зерно-буряковій сівозміні та оптимізацію її мінерального живлення шляхом застосування нових комплексних водорозчинних добрив на фоні основного удобрення із врахуванням етапів органогенезу рослин пшениці ярої при  вирощуванні на лучно-чорноземному карбонатному ґрунті.

УМОВИ ПРОВЕДЕННЯ ТА МЕТОДИКА ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження за темою дисертаційної роботи здійснювали у 2004–2006 рр. із використанням польового, лабораторного і статистичного методів досліджень та методик, загальноприйнятих в агрохімії. Польові дослідження виконано у стаціонарному та короткотривалих польових дослідах за схемами, наведеними нижче, на лучно-чорноземному карбонатному грубопилувато-легкосуглинковому ґрунті на Агрономічній дослідній станції НАУ (Васильківський район Київської області), що розташована в північній частині Правобережного Лісостепу України. Роботу виконано у варіантах, які найбільшою мірою відповідають вирішенню поставлених завдань, у стаціонарному досліді кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна у 10-пільній зернобуряковій сівозміні при вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра.

Тривалий стаціонарний дослід закладено в 1956 р., а зернобурякова сівозміна була освоєна в 1956–1958 рр. Чергування культур в сівозміні: конюшина, пшениця озима, буряк цукровий, кукурудза на силос, пшениця озима, горох, пшениця яра, буряк цукровий, кукурудза на зерно, ячмінь із підсівом конюшини. Агротехніка вирощування сільськогосподарських культур у сівозміні – загальноприйнята для зони Лісостепу. Насиченість сівозміни добривами становить 12 т/га гною, 238 кг/га N, P₂O₅, K₂O за одинарної норми та 352 кг/га N, P₂O₅, K₂O за полуторної норми. У короткотривалих дослідах вивчався вплив застосування мінеральних добрив та позакореневих підживлень новими видами комплексних водорозчинних добрив акварин №5 та кристалон особливий на продуктивність пшениці ярої сорту Соната. Площа посівної ділянки стаціонарного польового досліду – 175 м², облікової – 100 м². Площа посівної ділянки короткотривалого польового досліду – 100 м², облікової – 75 м², у мікропольовому досліді облікова площа ділянки – 25 м². Попередник пшениці ярої у короткотривалих дослідах – однорічні трави, у стаціонарному досліді – горох. Збирання врожаю відбувалося в третій декаді липня – першій декаді серпня у фазі повної стиглості.

У роки досліджень в середньому випала достатня кількість опадів за рік при порівнянні з багаторічними даними. Проте спостерігалися коливання в бік надмірного або недостатнього зволоження  щодо їх розподілу за окремими місяцями року, що вплинуло на продуктивність рослин пшениці та ефективність внесених добрив. Квітень 2004 р. характеризувався екстремально низькою кількістю опадів, що негативно вплинуло на формування врожаю пшениці ярої. Розрахунок ГТК за Г. Т. Селяниновим за період вегетації пшениці ярої (V–VIII місяці) показав, що в середньому за вегетацію середній багаторічний показник становив 1,13, тоді як у 2004 р. він склав 0,91, у 2005 р. – 1,24, і в 2006 р. – 1,38, що характеризує роки досліджень як різні передовсім за кількістю опадів. Як найбільш посушливий вирізняється 2004 рік, тоді як 2005–2006 рр. були приблизно однакові за значенням ГТК із деяким перевищенням середнього багаторічного значення. Порівняно із середнім багаторічним ГТК, значення ГТК у 2004 р. становило 81%, у 2005  – 109% і в 2006 р. – 121%.

Лучно-чорноземний карбонатний грубопилувато-легкосуглинковий ґрунт дослідних ділянок характеризується середнім вмістом в орному шарі гумусу (4,2%) та середнім рівнем забезпечення рослин пшениці мінеральним азотом, рухомим фосфором і низьким – обмінним калієм; має слабколужну реакцію – рН_вод 8,1; ємність катіонного обміну становить 32,7 мг-екв/100 г ґрунту. Варіантами, у яких проводили дослідження в стаціонарному досліді, були такі: 1. Без добрив (контроль); 2. Післядія гною у сівозміні – фон (насиченість 12 т/га ріллі сівозміни); 3. Фон + Р₈₀; 4. Фон + Р₈₀К₈₀; 5. Фон + N₈₀P₈₀K₈₀; 6. Фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀; 7. N₈₀P₈₀K₈₀. У дослідах використовували аміачну селітру (ГОСТ 2–85), суперфосфат простий гранульований (ГОСТ 5956-78), калій хлористий (ГОСТ 4568-95), кристалон особливий та акварин №5, що зареєстровані в Україні. Склад кристалону особливого норвезької компанії “Норск Гідро”, %: всього N – 18,0 (N-NO₃^Ї – 4,9; N-NH₄⁺ – 3,3; N-NH₂ – 9,8); P₂O₅ – 18,0; K₂O – 18,0; MgO – 3,0; S – 2,0; B – 0,025; Cu – 0,01; Mn – 0,04; Fe – 0,07; Mo – 0,004; Zn – 0,025. Склад добрива акварин №5 виробництва Російської Федерації, %: всього N – 18,0 (N-NO₃^Ї – 3,9; N-NH₄⁺– 2,1; N-NH₂ – 12,0);  P₂O₅ – 18,0; K₂O – 18,0; Mg – 1,2; S – 1,5; B – 0,02; Cu – 0,01; Fe – 0,054; Mn – 0,042; Zn – 0,014; Mo – 0,004. У водорозчинних комплексних добривах мікроелементи перебувають у формі хелатів. Кристалон особливий та акварин №5 вносили з розрахунку 1 кг/га на IV етапі та 1 кг/га на VII етапі органогенезу (за Ф.М. Куперман) при використанні 250 л розчину на 1 га. У дослідах розчини кристалону особливого та акварину №5 вносили ручним обприскувачем.

Урожай зерна збирали методом пробних снопів із ділянок у триразовому повторенні з кожної облікової ділянки. Протягом вегетаційного періоду у дослідах проводили фенологічні спостереження за ростом і розвитком рослин, біометричні вимірювання, відбирали рослинні та ґрунтові зразки. Ґрунт відбирали та проводили підготовку до аналізів згідно ізГОСТ 28168–89 та ДСТУ ISO 11464–2001. Рослини відбирали і готували до аналізів загальноприйнятими в агрохімії методами. Зразки ґрунту із шарів 0–25, 25–50 см та зразки рослин відбирали в основні фази росту і розвитку рослин: кущення, вихід у трубку, колосіння та повна стиглість. За настання  фази росту та розвитку рослин вважали період, коли 75% рослин вступали в цю фазу. У зразках ґрунту визначали: вміст вологи – термогравіметричним методом (ГОСТ 29268–89), гумус – за методом І. В. Тюріна в модифікації В. Н. Сімакова, амонійний азот – фотоколориметричним методом за допомогою реактиву Неслера (ГОСТ 26489–85), нітратний азот – іонометричним методом (ГОСТ 26951–86), рухомі сполуки фосфору і обмінний калій – за методом Мачигіна (ДСТУ 4114–2002), рН водний – потенціометричним методом (ДСТУ ISO 10390–2001), вміст карбонатів – об’ємним методом (ДСТУ ISO 10693–2001). Озолення рослинного матеріалу проводили за А. Гінзбург та ін. з наступним визначенням азоту фотоколориметричним методом за допомогою реактиву Неслера, фосфору – фотоколориметрично за Деніже в модифікації А. Левицького, калію – за допомогою полуменевого фотометра. Вміст сухої речовини в рослинах визначали термогравіметричним методом (ГОСТ 13586.5–93), білок і сиру клейковину в зерні – за допомогою аналізатора “Infratek 1225”, фракційний склад білка – за методикою М.В. Козлова та М. М. Городнього. Амінокислотний склад білка визначали методом рідинної хроматографії в Українській лабораторії якості і безпеки продукції АПК. Вміст міді та цинку визначали методом інверсійної хронопотенціометрії. Перед збиранням урожаю у всіх польових дослідах відбирали снопи з кожної облікової ділянки, у яких визначали структуру врожаю за методикою Н. А. Майсуряна. Баланс азоту, фосфору та калію розраховано за методичними вказівками кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного аграрного університету (В. М. Макаренко, В. Є. Розстальний та ін.), міді та цинку – за П. І. Анспоком.

Економічну оцінку ефективності використання добрив під пшеницю яру вираховували за цінами, що були середніми в роки проведення досліджень, біоенергетичну – за методикою, викладеною Ю.О. Тараріко та ін. Статистичну обробку експериментальних даних проводили методом дисперсійного аналізу, викладеним Б.О. Доспеховим, із використанням програм Agrostat та Excel.

Хімічні аналізи ґрунту, рослин і визначення показників якості зерна пшениці ярої проводили у випробувальній лабораторії оцінки якості земель, добрив та продукції рослинництва кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І. Душечкіна Національного аграрного університету (зареєстрована в Реєстрі Системи сертифікації УкрСЕПРО від 15 листопада 2001 р. за № UA 6.001.H.326) з наступною статистичною обробкою даних. Хлібопекарські і технологічні показники якості зерна визначали в лабораторії Українського Інституту експертизи сортів рослин.

Вплив добрив на агрохімічні показники ґрунту, БІОМЕТРИЧНІ, ФІЗІОЛОГІЧНІ ПОКАЗНИКИ І продуктивність пшеницІ ЯРОЇ

Аналіз експериментальних даних, отриманих за період проведення досліджень, свідчить, що застосування мінеральних добрив при вирощуванні пшениці ярої забезпечувало підвищення показників родючості лучно-чорноземного карбонатного грубопилувато-легкосуглинкового на лесовидному суглинку ґрунту. Щодо вмісту поживних речовин у ґрунті, то простежується чітка позитивна тенденція накопичення доступних поживних речовин залежно від застосування добрив, причому як у орному (0–25 см), так і в підорному (25–50см) шарах ґрунту. Динаміка засвоєння рослинами поживних речовин з ґрунту показує вищу інтенсивність споживання їх на варіантах із внесенням добрив, що виражається у отриманні більшого врожаю із кращими показниками якості у цих варіантах. Завдяки систематичному багаторічному застосуванню добрив вдалося поліпшити агрохімічні показники лучно-чорноземного карбонатного ґрунту – вміст амонійного та нітратного азоту, рухомого фосфору та обмінного калію, що позитивно позначилось як на габітусі рослин (відповідно до результатів проведених нами фенологічних спостережень та біометричних вимірювань), так і на показниках продуктивності пшениці ярої. При вирощуванні пшениці ярої сорту Миронівська яра при внесенні добрив баланс основних елементів живлення був позитивним, тоді як у варіанті без добрив (контроль) баланс був негативним: -0,4; -3,1 та -22,4 кг/га відповідно азоту, фосфору і калію. При вирощуванні пшениці ярої сорту Соната застосування добрив у нормі N₄₅P₄₀K₃₀ не компенсувало повною мірою винос врожаєм азоту та калію (-24,1 та -16,6 кг/га відповідно) і компенсувало винос фосфору (29,9 кг/га). При використанні норми N₉₀P₈₀K₆₀ баланс азоту, фосфору і калію був позитивним і становив 9,2, 68,1 та 0,8 кг/га відповідно. У всіх дослідах спостерігався від’ємний баланс міді та цинку, оскільки статті витрат балансу переважають надходження. Виняток – варіанти N₈₀P₈₀K₈₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни та N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ на фоні післядії 12 т гною/га сівозміни, де баланс цинку був позитивним і склав 8,5 та 2,7 г/га відповідно у зв’язку із значним надходженням із органічними та мінеральними, насамперед фосфорними добривами.

Поліпшуючи умови живлення рослин, внесені добрива позитивно впливають на процеси синтезу, що наявні в рослинах пшениці ярої впродовж періоду вегетації. На посилення мінерального живлення рослини, зокрема, реагують збільшенням інтенсивності нагромадження сухої речовини та посиленням фотосинтетичної діяльності, яка виражається кількісно за допомогою показника чистої продуктивності фотосинтезу. Як видно із наведених даних (рис.1), рослини пшениці ярої позитивно реагували на систематичне тривале застосування добрив зростанням величини чистої продуктивності фотосинтезу (ЧПФ). У варіанті без добрив (контроль) середнє значення ЧПФ склало 7,62 г/м²·добу, а у варіантах фон + N₈₀P₈₀K₈₀  та фон + N₁₁₀P₁₂₀K₁₂₀ – 9,59 та 10,92 г/м²·добу відповідно. Застосовуючи добрива у науково обґрунтованих нормах, можна підвищувати показник чистої продуктивності фотосинтезу, сприяючи таким чином повнішому використанню космічного фактора продуктивності рослин – сонячної радіації.