Лихочвор В.В. Агробіологічні основи формування врожаю озимої пшениці в умовах Західного Лісостепу України

Подождите немного. Документ загружается.

ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

ЛИХОЧВОР ВОЛОДИМИР ВОЛОДИМИРОВИЧ

УДК 633.11:631.5 (477.8)

АГРОБІОЛОГІЧНІ ОСНОВИ ФОРМУВАННЯ

ВРОЖАЮ ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ В УМОВАХ

ЗАХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 – рослинництво

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Львівському державному аграрному університеті протягом 1986-2002 рр.

Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор

Федорова Наталія Андріанівна, Інститут

землеробства УААН, провідний науковий

співробітник

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Зінченко Олександр Іванович, Уманський

державний аграрний університет, завідувач

кафедри рослинництва та кормовиробництва

доктор сільськогосподарських наук, професор,

член-кореспондент УААН, Бобро Михайло

Архипович, Харківський державний аграрний

університет імені В.В.Докучаєва, завідувач

кафедри рослинництва

доктор сільськогосподарських наук, професор

Петриченко Василь Флорович, директор

Інституту кормів УААН

Провідна установа: Інститут рослинництва ім.В.Я.Юр'єва УААН,

м.Харків

Захист відбудеться 28 квітня 2004р. о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради

Д27.361.01 при Інституті землеробства УААН.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН за адресою:

08162 смт Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН.

Автореферат розісланий 25 березня 2004року

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради Л.О.Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Одним із найважливіших завдань агропромислового комплексу України є суттєве збільшення і

стабілізація виробництва зерна. Основною зерновою культурою є озима пшениця. Вона займає понад

50% посівної площі зернових і забезпечує більше половини виробництва зерна.

В умовах західного Лісостепу України озимій пшениці теж належить провідне місце. Проте

рівень виробництва даної культури є недостатнім для забезпечення внутрішніх потреб регіону ні за

обсягами виробництва, ні за якістю зерна.

Інтенсивні технології вирощування зернових дали змогу значно підвищити врожайність. У

другій половині 80-х років в Україні збирали більше 50 млн.т і вироблялось майже по тонні зерна на

одну людину. За розрахунками академіка В.Ф.Сайка стабільний середньорічний валовий збір сухого

очищеного зерна в Україні може становити 60,3 млн.т.

Урожайність озимої пшениці за 1986-1990 рр. склала в середньому 36,4 ц/га, а в 1990 р. – 40,2

ц/га. В окремих господарствах, а то й цілих районах урожайність досягала і перевищувала 50 ц/га.

У 90-х роках спостерігається різке зменшення урожайності озимої пшениці. Це пов’язано з

тривалою економічною кризою, значними порушеннями в агротехніці вирощування, необхідністю

адаптації технологій до певних грунтово-кліматичних умов.

Практика вирощування озимої пшениці за інтенсивною технологією показала значний її

потенціал у збільшенні врожайності зерна. Поряд з цим виявились певні її недоліки. Вона не завжди

відповідала вимогам екологічної безпеки, спричинюючи забруднення продукції та довкілля. Другою

негативною рисою стали високі затрати матеріальних ресурсів, що не завжди з високою економічною

ефективністю окуповувались приростом урожаю. Тому необхідно було уточнити оптимальні

параметри основних агрозаходів при вирощуванні озимої пшениці за інтенсивною технологією.

У наукових установах велися пошуки шляхів розв’язання цих проблем. Були розроблені

ресурсозберігаючі, енергозберігаючі, екологічно чисті, ресурсоощадні та інші варіанти інтенсивних

технологій. Вперше в Україні в середині 80-х років у цьому напрямі почались роботи в Інституті

землеробства УААН (В.Ф.Сайко, Н.А.Федорова, І.В.Яшовський, Е.Г.Дегодюк, М.С.Корнійчук та ін.)

та Миронівському інституті пшениці ім. В.М.Ремесла УААН (Л.О.Животков, М.А.Ільченко,

М.В.Гриньов, М.І.Блохін та ін.). В удосконалення технології вирощування озимої пшениці в умовах

західного Лісостепу значний внесок зробили Г.С.Кияк, Я.Є.Ломницький, М.С.Свідерко та ін.

Актуальність теми. Незважаючи на те, що грунтово-кліматичні умови західного Лісостепу

України дозволяють забезпечити цей регіон якісним зерном озимої пшениці власного виробництва, до

нині це питання залишається великою науковою і технологічною проблемою. Розроблені раніше

технології є високозатратними і в умовах нових економічних відносин не завжди себе

виправдовують. Особливо мало уваги було приділено питанням біологізації вирощування озимої

пшениці в умовах зони достатнього і надмірного зволоження.

В останні роки як у світовій практиці, так і в Україні, намітилась тенденція до зниження витрат

на вирощування сільськогосподарських культур і зокрема озимої пшениці. У зв’язку з цим виникає

необхідність розробити наукові основи оптимізації агротехнічних заходів вирощування озимої

пшениці за інтенсивною технологією з метою підвищення продуктивності агрофітоценозів та

стабілізації виробництва зерна у різні за метеорологічними умовами роки.

Виявилась потреба в обґрунтуванні агробіологічних основ формування високих урожаїв зерна

озимої пшениці для вирощування її за ресурсоощадною технологією, яка була б створена шляхом

біологізації основних агрозаходів. Необхідно було встановити оптимальність окремих елементів

технології, синтезувати дослідні дані і поєднати їх у цілісну технологію, яка забезпечила б

якнайповнішу реалізацію біологічних можливостей агрофітоценозу, формування оптимальних

параметрів елементів структури врожаю озимої пшениці, високу врожайність та якість зерна.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є

складовою частиною комплексного дослідження Львівського державного аграрного університету за

темою: "Удосконалення інтенсивної технології вирощування озимої пшениці в західному Лісостепу

України" (реєстраційний номер 01870050843) та "Розробка технології вирощування озимої пшениці,

що забезпечує одержання 60-80 ц/га зерна" (номер держреєстрації 0193U023618) і виконувалась згідно

з державними комплексними науково-технічними програмами „Зерно‖ (р/№01870039271),

„Продовольство-95‖ (р/№ UA 01002373Р), „Зернові і олійні культури‖ (р/№ 0196 U 018395).

Мета і задачі дослідження. Мета дослідження полягала у науковому обгрунтуванні

агробіологічних основ формування врожаю озимої пшениці для умов достатнього зволоження

західного Лісостепу України та розробці ресурсоощадної технології, яка базувалася б на принципах

адаптивного рослинництва, і забезпечувала 60-80 ц/га зерна високої якості.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі задачі:

- виявити особливості формування продуктивного потенціалу нових сортів озимої пшениці та

їх реакцію на технологічні заходи вирощування, визначити можливості корегування технології

залежно від метеорологічних умов року, здійснити добір сортів для інтенсивної та ресурсоощадної

технологій;

- обґрунтувати комплекс основних агротехнічних заходів, зокрема вибрати найкращий

попередник, розробити оптимальну систему удобрення, оптимізувати передпосівний обробіток ґрунту,

встановити оптимальну площу живлення, тип сошника, глибину загортання насіння, спосіб сівби,

строк сівби та норму висіву, які забезпечують високу реалізацію потенціалу продуктивності озимої

пшениці;

- виявити вплив строків і доз внесення ретарданту тур на інтенсифікацію процесу кущіння,

захист рослин від вилягання, продуктивність посівів;

- виявити оптимальні параметри структурних елементів урожаю, їх взаємозв’язок з метою

регулювання ростом і розвитком рослин, для оптимізації фотосинтетичної діяльності агрофітоценозу і

забезпечення високої продуктивності озимої пшениці;

- обґрунтувати агротехнічні параметри створення сівалки точного висіву;

- встановити шляхи підвищення якості зерна озимої пшениці в умовах достатнього зволоження

західного Лісостепу України;

- провести економічну та енергетичну оцінку окремих елементів технології та різних технологій

вирощування озимої пшениці.

Об’єкт дослідження – процес оптимізації виробництва зерна озимої пшениці в умовах

західного Лісостепу України, агробіологічні основи формування і реалізації потенціалу

продуктивності та якості зерна нових сортів залежно від грунтово-кліматичних та технологічних

факторів.

Предмет дослідження – озима пшениця, окремі агрозаходи і моделі технології вирощування,

урожайність та якість зерна сортів, елементи структури врожаю, економічна та енергетична

ефективність технологій.

Методи дослідження. Застосовувались як загальнонаукові методи (діалектики, експерименту,

аналізу і синтезу, метод гіпотез, моделювання), так і спеціальні, серед них: польовий – вивчення

взаємодії предмету досліджень з агротехнічними факторами в умовах досліджуваної зони; хімічний –

визначення вмісту елементів живлення в ґрунті, вміст білка і нітратів в зерні; підрахунково-ваговий –

встановлення параметрів показників елементів структури врожаю і визначення врожайності зерна;

фізичний – оцінка якості зерна – натурна маса, скловидність, маса 1000 зерен, вміст клейковини;

розрахунково-порівняльний – оцінка економічної і енергетичної ефективності; методи математичної

статистики: дисперсійний, кореляційний, регресивний та графічне відображення даних по дослідах.

Наукова новизна одержаних результатів. Для умов достатнього зволоження зони західного

Лісостепу отримала подальше вдосконалення агротехніка вирощування озимої пшениці, на підставі

обґрунтовання агробіологічних основ формування продуктивності сортів для ресурсоощадного

варіанту економічно і енергетично вигідної моделі технології, що забезпечує одержання 60-80 ц/га

зерна високої якості.

Встановлено, що основою біологізації технології вирощування озимої пшениці є розміщення її

після конюшини. Вперше вивчено вплив заорювання зеленої маси другого укосу конюшини на

формування елементів структури, урожайність та якість зерна за різних фонів удобрення озимої

пшениці.

Подальшого розвитку набуло вирішення проблеми ефективного використання мінеральних

добрив при вирощуванні озимої пшениці після різних попередників. Для умов досліджуваної зони

вперше встановлено оптимальні строки і дози азоту для підживлення з врахуванням стану посівів, часу

відновлення весняної вегетації, гідротермічних умов року, що дає можливість цілеспрямовано

впливати на реалізацію продуктивного потенціалу агрофітоценозу.

Удосконалено технологічний комплекс сівби озимої пшениці за ресурсоощадної технології

(передпосівний обробіток ґрунту, спосіб сівби, площа живлення, тип сошника, глибина загортання

насіння, строк сівби, норма висіву); вперше обґрунтовано агротехнічні вимоги для створення сівалки

точного висіву.

Встановлені оптимальні параметри елементів структури врожаю озимої пшениці та їх

взаємозв’язки, що дає можливість регулювати застосування агрозаходів, спрямованих на підвищення

врожаю. Розроблено формулу визначення норм висіву і біологічного врожаю з використанням

оптимальних значень елементів структури, які можуть бути використані при моделюванні та розробці

комп’ютерних програм технологій вирощування озимої пшениці.

Доведена доцільність ранньовесняного (2 л/га) застосування ретарданту (тур) для інтенсифікації

процесу кущіння рослин.

Практичне значення одержаних результатів. На основі багаторічних досліджень для умов

регіону встановлено оптимальні параметри основних агрозаходів та розроблена ресурсоощадна

технологія вирощування озимої пшениці, яка забезпечує одержання 60-80 ц/га якісного зерна за різних

метеорологічних умов.

Ресурсоощадна технологія та основні її елементи у 1995-2003 рр. впроваджені у

сільськогосподарських підприємствах Львівської області на площі 50 тис.га.

Наукові результати експериментальних досліджень використовувалися в навчальному процесі

зі студентами, слухачами курсів підвищення кваліфікації, керівниками і фахівцями агропромислового

комплексу, під час проведення ―Днів поля‖, семінарів та ін. Вони стали основою для підготовки двох

монографій, рекомендацій з технології вирощування озимої пшениці в умовах західного Лісостепу,

використовувались при виданні довідників і навчального посібника.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням здобувача.

Автором здійснені інформаційний пошук, аналіз і оцінка даних літератури, розроблена програма

досліджень, визначена мета і задачі досліджень, обґрунтована методологія, проведені польові й

лабораторні дослідження, здійснені інтерпретація та узагальнення одержаних результатів,

підготовлено друковані праці, наукові звіти, забезпечено впровадження і науковий супровід

результатів досліджень у виробництво.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень щорічно доповідались та

обговорювались на семінарах, конференціях, нарадах різного рівня, а також пропагувались автором у

засобах масової інформації та численних лекціях на курсах підвищення кваліфікації керівників та

фахівців агропромислового комплексу.

Матеріали дисертації оприлюднені та обговорені на: науково-виробничій конференції

"Актуальні напрямки наукового забезпечення агропромислового комплексу західних районів УРСР"

(Львів, 1990); республіканській науково-технічній конференції "Освоєння інтенсивних технологій

вирощування зернових культур" (Волгоград, 1990р.); першій, другій науково-практичних

конференціях "Фермерство – вчора, сьогодні, завтра" (Львів, 1991, 1993); науково-практичній

конференції "Проблеми українського села та шляхи їх вирішення" (Стрий, 1992); науковій конференції

"Екологія Полісся: проблеми, сучасність, майбутнє" (Харків-Луцьк, 1993); міжнародній конференції

"Сучасні методи досліджень в агрономії" (Умань, 1993); міжнародній конференції "Україна в світових

земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах" (Вінниця, 1995);

міжнародній науково-виробничій конференції "Селекція, насінництво і технологія вирощування

польових культур" (Кам’янець-Подільський, 1995); міжнародному українсько-австрійському

симпозіумі "Сільське господарство: наука і практика" (Львів, 1996); міжнародному симпозіумі

"Агроекологічні і економічні проблеми хімізації АПК України" (Умань, 1997); міжнародній

науково-практичній конференції "Проблеми економії енергії" (Львів, 1998); третій міжнародній

науково-практичній конференції "Сучасні інформаційні і енергозберігаючі технології

життєзабезпечення людини" (Кам’янець-Подільський, 1998); міжнародній науково-практичній

конференції ―Проблеми виробництва екологічно чистої сільськогосподарської продукції на межі 3-го

тисячоліття‖ (Житомир, 2000); міжнародній науково-практичній конференції ―Проблеми

конструювання, виробництва і експлуатації сільськогосподарської техніки‖ (Кіровоград, 2001);

міжнародній науково-практичній конференції ―Аграрна освіта і наука на початку третього

тисячоліття‖ (Львів, 2001); українсько-швейцарської конференції ―Нові методи грунтозберігаючого та

екологічнобезпечного землеробства в Україні‖ (Львів, 2002); міжнародній науково-практичній

конференції ―Еколого-економічні проблеми розвитку АПК‖ (Львів, 2002); методичній комісії з питань

землеробства і рослинництва Інституту землеробства УААН (Чабани, 2003).

Публікації. За матеріалами досліджень, що викладені в дисертації, опубліковано 89 наукових

праць загальним обсягом 153 друковані аркуші. З них: дві монографії (24 друк.арк.), два довідники

(32 друк.арк.), де частка автора становить 19 друк.арк., навчальний посібник (58 друк.арк.), 4

брошури (19 друк.арк. з часткою автора 18 друк.арк.). У наукових виданнях опубліковано 63 статті

обсягом 18 друк.арк., 13 тез (1 друк.арк.), 4 інформаційні листки (1 друк.арк.).

Обсяг та структура роботи. Дисертація у вигляді рукопису викладена на 444 сторінках

машинописного тексту, містить вступ, 10 розділів, висновки і пропозиції, 74 таблиці

експериментального матеріалу, 32 рисунки, список використаної літератури, що включає 648 джерел, з

них 67 іноземних авторів. У додатках розміщені таблиці, які не ввійшли в текст дисертації і матеріали,

що підтверджують впровадження результатів досліджень у виробництво.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

(Огляд літератури)

В огляді літератури зроблено аналіз існуючих моделей інтенсивної технології, подаються їх

переваги та недоліки, оптимальні параметри структури врожаю, обґрунтовується необхідність

біологізації інтенсивних технологій вирощування озимої пшениці, що забезпечить високі показники

економічної ефективності, чистоту навколишнього природного середовища і продукції.

УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Дослідження проводились впродовж 1986-2002 років на дослідному полі кафедри рослинництва

і луківництва Львівського державного аграрного університету та на полях філіалу кафедри - агрофірми

"Підлісне" Жовківського району Львівської області. Досліди закладались на сірих і темно-сірих

опідзолених ґрунтах, які займають понад 50% у структурі ґрунтового покриву західного Лісостепу

України. Це дає можливість вважати, що польові дослідження проводили в типових для зони ґрунтових

умовах. Агротехнічні властивості ґрунтового покриву характеризуються такими показниками: вміст

гумусу в орному шарі невисокий (2,23-3,20%), що свідчить про низьку природну родючість цих

ґрунтів. Реакція ґрунтового розчину близька до нейтральної і нейтральна, рН сольової витяжки 5,9-6,5.

Забезпеченість легкогідролізованим азотом становить 41-62 мг, рухомого фосфору - 89-140 мг, калію -

68-94 мг на 1 кг ґрунту. Гранулометричний склад ґрунту - легкосуглинковий.

Клімат зони західного Лісостепу України помірно теплий з середньою багаторічною

температурою повітря 7,4°С. Найвища середньорічна температура була в 1989-1990рр. і 1999-2000рр.-

9,0°С та в 1997/98рр. - 8,9°С. Майже в усі роки досліджень річна температура перевищувала середній

багаторічний показник. Тільки в 1995-1996рр. вона знизилась до 6,3 °С, але це відбулося за рахунок

тривалих морозів у грудні-березні.

Сума опадів за рік була найвищою у 1988/89рр. і 1997/98рр., коли випадало відповідно 844 і 874

мм, що на 183 та 213 мм більше від середньої багаторічної норми (661 мм). У ці роки випадала значна

кількість опадів під час весняно-літньої вегетації - 473 мм і 458 мм, за період з квітня до липня.

Незважаючи на це, зменшення врожайності від перезволоження не спостерігалося. За роки досліджень

нестача вологи відчувалась тільки влітку 1995 року. Крім того, в цей вегетаційний рік (1994/95рр.) була

найменша кількість опадів (533 мм), тривалий період (з другої половини червня до кінця липня) - не

було дощів.

Отже, в роки досліджень гідротермічні умови відрізнялися між собою і від середньої

багаторічної норми. Проте в цілому не спостерігалося екстремальних умов, які б істотно вплинули на

зниження продуктивності озимої пшениці. Несприятливим можна вважати 1994-1995 рік, коли висока

температура (8,6 °С) поєдналася з низькою кількістю опадів (533 мм).

Дослідження проводились за схемою двох трифакторних, дев'яти двофакторних і восьми

однофакторних дослідів. Облікова площа ділянки становила 50 м , повторність — триразова, що

відповідає вимогам проведення дослідів із зерновими культурами. Чергування варіантів у повторенні

було послідовне або рендомізоване. Польові досліди закладались і виконувались з урахуванням усіх

вимог методики дослідної справи за Б.А.Доспєховим (1985).

Супутні аналізи зразків ґрунту та рослинного матеріалу проводили за загальноприйнятими

методиками:

- Легкогідролізованого азоту за Тюріним-Кононовою, рухомих форм фосфору і калію - за

Чириковим, вміст гумусу - за Тюріним, рН - за методом ЦИНАО;

- Польову схожість, густоту рослин в осінній період, виживання рослин у процесі перезимівлі,

густоту рослин перед збиранням визначали на закріплених ділянках площею 0,25 м

у чотирьох місцях

по діагоналі ділянки, що в сумі становили 1м

;

- Відбір снопового матеріалу проводили за один-два дні до початку збирання врожаю з площі

0,25м

у чотирьох місцях ділянки. Структурний аналіз урожаю проводився за „Методикою державного

сортовипробування сільськогосподарських культур‖;

- Площу листкової поверхні визначали за методом ―висічок‖. На цій основі визначали

фотосинтетичний потенціал та чисту продуктивність посівів згідно із загальноприйнятою методикою

за основними фазами вегетації та за вегетаційний період;

- Натуру зерна визначали за державним стандартом 10840-64;

- Скловидність зерна встановлювали за державним стандартом 10987-76;

- Визначення маси 1000 зерен за державним стандартом 10842-82;

- Вміст в зерні сирої клейковини та її якість визначали за державним стандартом 113586.1-68;

- Вміст загального азоту в зерні встановлювали за Кельдалем згідно стандарту 10846-91;

- Облік урожаю проводили методом поділянкового обмолоту озимої пшениці комбайном

"Сампо 500" з наступною очисткою зерна і перерахунком на 100% чистоту та на 14%-ну вологість;

- Математичний аналіз результатів польових дослідів проводили на персональному комп'ютері

за програмою дисперсійного та кореляційно-регресійного аналізу згідно методики Б.А.Доспєхова

(1985) та застосування комп’ютерної програми ―Statistica 5,0;

- Економічну ефективність досліджуваних агрозаходів вирощування сортів озимої пшениці

оцінювали за загальноприйнятою методикою - за витратами на 1 га, сумарним прибутком, собівартістю

1 ц зерна і рівнем рентабельності;

- Енергетичну ефективність агрозаходів і технологій визначали за методикою O.K.

Медведовського та П.І. Іваненка‖(1988).

ВПЛИВ ПОПЕРЕДНИКА НА ВРОЖАЙНІСТЬ ТА ЯКІСТЬ ЗЕРНА

ОЗИМОЇ ПШЕНИЦІ

Кращим попередником для озимої пшениці у західному Лісостепу України є багаторічні бобові

трави. Це основний чинник біологізації інтенсивних технологій. Наші дослідження показують, що

сівба після конюшини на один укіс і на два укоси дає майже однакові результати - в середньому на всіх

фонах добрив відповідно 60,8 ц/га та 60,1 ц/га (табл.1). Ефект напівпарового обробітку ґрунту після

конюшини на один укіс оцінюється незначним приростом зерна - 0,7 ц/га. Різниця в урожайності на

фонах N

60-120

не перевищує 0,9 ц/га і тільки при найнижчій нормі добрив (N

) зростає

до 1,7 ц/га.

Таблиця 1

Урожайність озимої пшениці Миронівська 61 залежно від попередника і норми добрив, ц/га,

1994-1996рр.*

Попередник

Норма добрив

Середнє за

попередни-

ками

120

Конюшина на 1 укіс

55,9

59,1

63,2

64,9

60,8

Конюшина на 2 укоси

54,2

58,2

62,9

65,1

60,1

Конюшина з приорюванням

другого укосу

60,1

63,0

65,1

66,2

63,6

Горох

49,3

53,4

56,8

58,9

54,6

Картопля

46,0

51,2

53,9

55,8

51,3

Кукурудза на силос

36,6

42,7

46,5

49,7

43,9

Середнє на фонах добрив

50,3

54,6

58,1

60,0

НІР 0,5, ц/га

для попередника 1,4-1,8; для добрив 1,1-1,4: для взаємодії АВ 2,7-3,5

* Азотні добрива під озиму пшеницю вносили у підживлення: N30P30К30 - N30 (ІІІ етап);