Никитюк Павло Андрійович. Агроекологічна оцінка систем удобрення зернових культур в польовій сівозміні Полісся залежно від погодних умов вирощування : Дис... канд. наук: 03.00.16 - 2008.
Анотація до роботи:
Никитюк П.А. Агроекологічна оцінка систем удобрення зернових культур в польовій сівозміні Полісся залежно від погодних умов вирощування. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Інститут агроекології УААН, 2008.
У дисертаційній роботі розглянуто проблеми, пов’язані з визначенням агрономічної і агроекологічної оцінки традиційних і нових систем удобрення у 8-пільній польовій сівозміні тривалого досліду на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті лівобережної частини Полісся.
У досліді вивчали ефективність вирощування пшениці озимої і жита озимого, ярого ячменю та вівса за різних систем удобрення з аналізом урожайності залежно від погодних умов, що склалися впродовж вегетаційних періодів – сприятливих, перезволожених і змішаного типу (з ознаками посушливості і перезволоження).
Визначено, що за 1993–2002 рр. в зоні Полісся температура повітря за вегетаційний період підвищилась на 0,7 оС, кількість опадів знизилась на 6%, а на екстремальні погодні умови припадає 80% років.
Встановлено, що стабілізуючим фактором за будь-яких погодних умов є комплексна система використання підстилкового гною і мінеральних добрив з додатковим внесенням вторинної продукції рослинництва – соломи, сидератів або органо-мінеральних добрив, що забезпечує у сприятливі роки одержання зерна озимих зернових 60–70 ц/га, ярих – 40–50 ц/га, без застосування добрив їх урожайність знижувалася відповідно до 20–30 і 15–20 ц/га. За умов оптимізації мінерального живлення рослин прирости врожаю зерна за будь-яких погодних умов становили 14–23 ц/га, в однокомпонентних системах удобрення (за мінеральної – близько 11, за сидеральної і органічної – 5–7 ц/га). Науково обґрунтоване застосування добрив економічно і енергетично вигідне.
У дисертаційній роботі виконано теоретичне узагальнення та визначено нові альтернативні підходи до систем удобрення за сприятливих і екстремальних кліматичних умов впродовж 11-річного циклу досліджень та визначено перспективність застосування місцевих відновлювальних органічних ресурсів у стабілізації екологічної рівноваги на моделі полігонного моніторингу на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті зони Полісся.
Результати агрометеорологічних спостережень свідчать про неухильне підвищення температури повітря за останнє століття, у планетарних масштабах – на 0,6 С і близько 1 С – у північній частині України. Порівняно із середньорічними показниками за період 1993–2002 рр., за даними метеостанції Чернігівського інституту АПК УААН, температура повітря вегетаційних періодів підвищилась на 0,7 С з тенденцією до зниження кількості опадів до 6%.
За час спостережень лише 20% загальної кількості вегетаційних періодів відповідали сприятливим умовам, решта – екстремальні роки: посушливі, перезволожені і змішаного типу. Кліматичні зміни сучасності зумовлюють необхідність переглядання існуючих агротехнологій у бік пристосування їх до клімату з підвищеною аридністю.
Формування врожайності пшениці озимої має чітку залежність від характеру мінерального живлення і погодних умов. Середній нормативний показник екстенсивного вирощування зерна пшениці озимої без застосування добрив –
28,2 ц/га, середні прирости врожаю за однокомпонентних систем удобрення (мінеральні туки, гній, сидерати) становили 4,5 ц/га, альтернативної (NPK+солома+сидерати)–9 ц/га, органо-мінеральної (гній+NPK)–15 і комплексної (гній+NPK+солома+сидерати)–16 ц/га. У найсприятливіші вегетаційні періоди урожай зерна у варіантах без добрив становив до 50 і в оптимально удобрених варіантах – до 73 ц/га, а в менш сприятливі і зволожені роки урожайність знижувалась на 40%, в екстремальні за зволоженням і температурним режимом роки врожайність порівняно із встановленим оптимумом знижувалась в 1,9 раза. Стабілізуючим фактором за будь-яких погодних умов виявилось комплексне використання засобів хімізації, за якого прирости врожаю зерна до контролю без добрив становили 19 ц/га, тоді як за однокомпонентних систем удобрення – 3–7 ц/га.
Середня урожайність жита озимого за 7 років досліджень становила 26,5 ц/га. Прирости урожаю за однокомпонентних систем удобрення становили 6-8 ц/га, альтернативної і органо-мінеральної – близько 12 ц/га і органо-мінеральної з елементами „біологізації” – до 16 ц/га.
У сприятливі роки середня урожайність жита без застосування добрив становила 33 ц/га, перезволожені – 31,2, посушливі та роки змішаного типу – на 40 і 47% була нижчою. За сприятливих періодів вегетації прирости врожаю зерна жита за однокомпонентних систем удобрення становили 5–8 ц/га, органо-мінеральної – 14, альтернативної і органо-мінеральної систем з доповненням елементами „біологізації” – до 19–20 ц/га. Ефективність однокомпонентних систем удобрення у роки зі змішаним типом погоди, в перезволожені і посушливі була в 1,5–1,6 раза нижчою порівняно з комплексним використанням добрив.
Середня продуктивність пшениці озимої перевищувала урожайність жита озимого на 3,1–6,6 ц/га зерна. В той же час вирощування пшениці озимої найефективніше на високому органо-мінеральному фоні із використанням гною, внесеного під попередник, що є проблематичним у сучасному землеробстві, тоді як жито озиме стабільно забезпечує високу продуктивність і якість за альтернативної системи удобрення з післядією соломи і сидератів на тлі прямої дії мінеральних добрив.
Середня продуктивність ячменю ярого за 8 років досліджень без застосування добрив становила 14,2 ц/га, за однокомпонентних систем удобрення прирости врожаю зерна ячменю становили 5 ц/га, багатокомпонентних – 15 ц/га. У сприятливі вегетаційні періоди урожайність ячменю без добрив становила 19, в екстремальні – 9–16 ц/га. Змішаний тип погоди для формування врожаю ячменю, на відміну від пшениці озимої і жита, виявився сприятливішим у варіантах з органо-мінеральним удобренням і доповненням його елементами „біологізації”, забезпечивши прирости врожаю зерна ячменю до 22–23 ц/га, що було за рівнем врожайності лише на 4–5 ц/га нижче від урожаїв сприятливих років. В умовах перезволоженого вегетаційного періоду прирости врожаю зерна ячменю ярого були такими, як і за сприятливих років.
Отже, погодні умови водночас можуть бути несприятливими для однієї і порівняно сприятливими для іншої групи зернових культур.
Середня врожайність вівса за 6 років досліджень без використання добрив становила 20 ц/га, а за оптимального удобрення – 38 ц/га. Прирости врожаю зерна за однокомпонентних систем удобрення становили 6–9 ц/га, альтернативної – 12, органо-мінеральної – 14, а так самої із включенням елементів „біологізації” – 18 ц/га з підвищенням продуктивності порівняно з контролем, майже вдвічі. Культура вівса у варіантах без добрив найменше реагувала на екстремальні погодні умови – урожайність зерна тут за ці роки була стабільною – 19–21 ц/га. Прирости врожайності у сприятливі роки за однокомпонентних систем удобрення були вищими за контроль без добрив в 1,4 раза, за альтернативної і органо-мінеральної систем удобрення у 2,6, за змішаного типу погоди відповідно в 1,5 раза, в перезволожені і посушливі роки комплексна система удобрення була ефективнішою за однокомпонентні на
40–50%.
Продуктивність зерно-просапної сівозміни за 1993–2000рр. за двома ланками сівозміни без застосування добрив становила в середньому 39,2 ц/га зернових одиниць. Прирости до контролю за однокомпонентних систем удобрення становили 11, за мінеральної системи – 14, альтернативної і органо-мінеральної – 18 і органо-мінеральної з доповненням елементами біологізації – 22 ц/га зернових одиниць Продуктивність органо-мінеральної системи і системи із заміною 10 т/га гною на 1,5 т/га органо-мінеральних добрив виявились практично рівноцінними.
Середня продуктивність зернової групи сівозміни за типами погоди на варіанті без добрив у сприятливі роки становила 29 ц/га зернових одиниць, знижуючись в екстремальні вегетаційні періоди в 1,3–1,5 раза. За сприятливих погодних умов вегетаційного періоду зернова група в однокомпонентних системах удобрення, включаючи і мінеральну, забезпечила прирости врожаю близько 5 ц/га зернових одиниць, за альтернативної – 15 і органо-мінеральної – 17, а за органо-мінеральної з елементами „біологізації” – до 20 ц/га зернових одиниць. За будь-яких екстремальних умов прирости врожаю зернових були в 1,6–1,7 раза більшими порівняно з контролем без добрив, тоді як в однокомпонентних системах не вище 15–30%. Заміна 10 т/га гною на 1,5–3 т/га органо-мінеральних добрив, майже не позначалась на продуктивності зернових культур, особливо в екстремальні роки.
У формуванні врожаю сільськогосподарських культур з використанням у системі удобрення мінеральних добрив щороку в прямій дії, а органічних під озимими на 3-й рік післядії, під ярими зерновими – у 1-й рік їх післядії, частка від дії мінеральних добрив у середньому становила 40%, підстилкового гною – 45, соломи і сидератів 15%. У роки з бездефіцитним рівнем зволоження (сприятливі і екстремальні), що становлять близько 60% вегетаційних періодів, 20% приросту врожаю забезпечує вторинна продукція рослинництва. У посушливі періоди її частка знижується до 1%, що пов'язано із слабкими процесами мінералізації органічної речовини в умовах різкого дефіциту вологи.
Додатковим резервом підвищення продуктивності зернових культур можуть бути біопрепарати удобрювальної дії. Випробування фосформобілізуючих біопрепаратів альбобактерину і поліміксобактерину в системах удобрення у поєднанні з органічною речовиною (гній, сидерати) забезпечує прирости урожаю зерна кукурудзи за змішаного типу погоди до 6 ц/га, зерна ячменю ярого в посушливий рік до 1,2 ц/га і пшениці озимої у перезволожений вегетаційний період до 4 ц/га.
Баланс основних поживних речовин (NРК) під пшеницею озимою і житом озимим є від'ємним за однокомпонентних систем удобрення (сидерати, гній) і позитивним для відтворення родючості ґрунту за мінеральної і органо-мінеральної систем удобрення. З наближенням до показників, що створюють розширене відтворення родючості ґрунту, склався позитивний баланс поживних речовин за органо-мінеральної системи удобрення з елементами „біологізації”.
За даними лізиметричних досліджень у системі атмосферні опади – ґрунтовий розчин визначено кругообіг біогенних елементів в такій послідовності: кальцій > магній > калій > нітратний азот. Встановлено наближення трансформації водорозчинного гумусу до екологічної рівноваги за „біологічних” систем землеробства. Тут відмічено і найбільш ощадливе витрачання вологи на формування врожаю.
Найвищі показники економічної ефективності використання добрив одержано у сприятливі роки, в екстремальні за погодними умовами вегетаційні періоди за комплексної системи удобрення чистий прибуток був на 25% нижчим порівняно із сприятливими, тоді як за однокомпонентних систем удобрення він знижувався в 1,7–2,0 рази. За будь-яких погодних умов науково обґрунтоване використання добрив економічно і енергетично вигідно.
Публікації автора:
1. Никитюк П.А. Економічна ефективність систем удобрення озимих зернових культур у Поліссі //Збірник наукових праць Інституту землеробства УААН. – Київ, 2001. – Вип.4. – С.62–65.
2. Никитюк П.А. Агроекологічні аспекти вирощування зернових культур у Поліссі в сівозміні //Вісник Білоцерківського ДАУ. – Біла Церква, 2001. – Вип. 20. – 2000. – С.71–77.
3. Никитюк П.А.Порівняльна продуктивність і стійкість озимих культур у Поліссі в залежності від системи добрив //Вісник аграрної науки південного регіону. – Одеса. – Вип.2. – 2001. –С.183–184.
4. Бердніков О.М., Никитюк П.А., Грицюк А.П. Науково-методичні рекомендації по удосконаленню систем удобрення зернових культур в Поліссі при обмежених ресурсах господарювання і біологізації землеробства. – Чернігів: Чернігівський інститут АПВ, 2002. – 34с. (Особистий внесок: узагальнення результатів досліджень, підбір матеріалу, обробка результатів, участь у написанні статті.).
5. Никитюк П.А. Енергетична ефективність різних систем удобрення при вирощуванні озимих зернових культур в зоні Полісся //Науковий вісник НАУ. – Київ, 2002. – Вип.47. – С.42–46.
6. Дегодюк Е.Г., Бобер Л.В., Предко О.І. і др. Система удобрення зернових культур на сірому лісовому ґрунті //Міжвідомчий науковий збірник “Землеробство” Інституту землеробства УААН. –Київ, 2004. – Вип.76. – С.10–15. (Особистий внесок: аналіз та узагальнення літературних джерел, проведення досліджень, узагальнення та інтерпретація результатів, участь у написанні статті.).
