Анотація до роботи:

Єфремова Г.В. Вплив підсівання бобових трав на продуктивність лучних угідь у північному Лісостепу України – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.12. – кормовиробництво і луківництво. ННЦ „Інститут землеробства УААН”, Київ, 2007.

У дисертації викладено результати п’ятирічних досліджень, які проведено у північному Лісостепу України з вивчення закономірностей формування еколого-біологогічної структури бобово-злакових травостоїв та розробки технологічних прийомів підвищення їх урожайності та продуктивного довголіття за рахунок підтримання на високому рівні в рослинних угрупованнях вмісту бобових компонентів шляхом підсівання їх в дернину на 2-му та 3-му роках користування травостоями.

Розглянуто на темно-сірих опідзолених ґрунтах вплив підсівання бобових трав та різних фонів добрив на видовий склад сіяних ценозів, еколого-біологічні особливості та продуктивні властивості рослинних угруповань, якість трав’яного корму, нагромадження бобовими в травостоях симбіотичного азоту та рівні компенсації ним азоту мінеральних добрив, зміну фізико-хімічних і агрохімічних показників грунту.

Встановлено алелопатичний вплив бобових трав на підсіяні компоненти інших видів цієї ж групи рослин та ідентифіковано інгибуючі фізіологічно активні речовини, до яких відносяться фенольні сполуки і в першу чергу фенолкарбонові кислоти з групи оксикоричневих кислот – кумарових і ферулових. На основі прояву дії фізіологічно активних речовин рослинних виділень різними видами обгрунтован-ні найкращі пари бобових трав для заміни при повторному підсіванні в часі вихідного компоненту з метою послаблення аутоінтоксикації та підвищення ефекту від підсівання бобових трав.

Розглянуті економічні та енергетичні аспекти застосування розроблених технологічних прийомів поліпшення угідь на базі підвищення ефективного використання на них бобових як важливого фактора підвищення білковості кормів та залучення в біологічний кругообіг екосистем найдешевшого симбіотичного азоту.

У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової задачі, що виявляється у встановленні закономірностей формування еколого-біологічної структури бобово-злакових травостоїв та розробці рекомендацій з підвищення їх урожайності та продуктивного довголіття за рахунок бобових трав шляхом повторного підсівання в дернину в різні роки користування лучноконюшино-злакового травостою із заміною в ньому вихідного бобового компоненту іншими видами бобових трав з метою послаблення аутоінтоксикації рослин, підвищення реалізації продуктивного потенціалу ценозів та збільшення виробництва високоякісних трав’яних кормів.

1. На темно-сірих опідзолених ґрунтах при створенні сіяного лучно-конюшино-злакового травостою формується рослинне угруповання, в якому на першому році (рік сівби) користування за проективним покриттям дольова участь бобових становить 36%, злаків – 26% і різнотрав’я – 38%. На другому році кількість бобових зростає до 75%, в третьому зменшується до 37%, а на п’ятому - до 2%; злаків, навпаки, зростає від 26% на першому році до 51% на п’ятому. Кількість різнотрав’я на другому та третьому роках зменшується з 38% до 1-2%, а на четвертому-п’ятому при зрідженні конюшини та деяких видів злаків зростає до 17-24%.

2. Підсіяні у вихідний лучноконюшино-злаковий травостій на 2-му та 3-му роках користування бобові види спочатку перебувають переважно у ювенільному стані (у фазі 2-3 листочків), і тому в рік підсівання у формуванні продуктивності угідь практично не беруть участі. На другий і в наступні роки після підсіву спостерігається зростання врожайності травостою і збільшується дольова частка підсіяних бобових видів до 27-38%, або на 6-11% порівняно з варіантом без підсівання.

3. В середньому за п’ять років рослинні угруповання складаються на 64-75% (7 - 9 видів) з багаторічних трав, 25-36% (3-4 вида) – малорічників, з яких 8-17% припадає на дворічники і 15-27% на однорічники. Найбільшу участь у травостої багаторічники забезпечують на другому-п’ятому роках користування: на другому-третьому – переважно за рахунок бобових, у наступні роки – сіяних злакових трав. Малорічники дають спалах лише у першому укосі в рік сівби, тобто в період найбільшого порушення едафотопу.

За типом надземних пагонів переважають напіврозеткові види, підземних – короткокореневищні, за типом кореневої системи – китицеві та стрижнево-китицеві рослини. Каудексові в трав’янистому покриві складають – 6-16% (1-3 видів).

Серед кліматичних форм (за Раунк’єром) домінуюче положення належить гемікриптофітам, бруньки відновлення яких знаходяться в приземній частині ценозу, при незначній домішці геофітів, рослин з розміщенням бруньок відновлення в ґрунті. Терофіти, які переносять несприятливі погодні умови у вигляді насіння, у великій кількості в усіх ценозах представлені лише в рік посіву. Підсівання бобових трав сприяє збільшенню в ценозах гемікриптофітів.

За спектром ценоморф 41-55% відноситься до типових лучних, 16-20% - до лучно-степових, 18% - до рудеральних, тобто бур’янів.

У перші роки після створення сіяних травостоїв домінуюче положення займають мезофіти (62-70%). З роками їх кількість поступово зменшується (до 39-60% за проективним покриттям), а участь ксеромезофітів зростає (до 40-63%). За відношенням до родючості ґрунтів – травостої в основному представлені мезотрофами (69%) та мегатрофами (31%).

4. При підсіванні бобових трав на 2-му році користування кількість особин в травостої складає 32-45 шт./м², на 3-му році користування – 44 - 202 шт./м². Заміна вихідного бобового компонента у травостої іншими видами сприяє збільшенню кількості їх особин у ценозі. Найкращі результати забезпечує підсівання лядвенцю польового та люцерни посівної. Конюшина повзуча забезпечує рясні сходи, однак до кінця вегетаційного періоду внаслідок нестачі вологи часто сильно зріджується і тому не завжди забезпечує позитивний ефект.

5. Найменшою інгибуючою алелопатичною активністю, а в окремі фази онтогенезу (відростання, бутонізація і плодоношення) навіть і стимулюючою дією, вирізняється лядвенець польовий. Найбільший гальмуючий вплив проявляють люцерна посівна і конюшина лучна без підсівання до них інших видів бобових трав. Сильнішу пригнічуючу дію на ріст корінців конюшини лучної, конюшини повзучої і люцерни посівної справляють водні витяжки з коріння, а на лядвенець польовий – з надземної маси цих видів. Найвища фітотоксичність ґрунту в фітоценозах проявляється у фазу бутонізації під люцерною посівною чи люцерною з підсіванням конюшини лучної, нижча - в рослинних угрупованнях з конюшиною лучною у фазу плодоношення при підсіванні лядвенцю польового.

Носіями алелопатичної дії у фітоценозах є фенольні сполуки, зокрема фенолкарбонові кислоти. Найбільше накопичення фенольних сполук в органах рослин спостерігається у фазу бутонізації, найменше – плодоношення. Повторне підсівання в дернину у вихідний травостій із заміною за роками користування різних видів бобових трав виступає засобом послаблення негативної дії колінів рослин-едифікаторів і є одним із шляхів подолання «бобововтомлення» і підвищення участі бобових у рослинних угрупованнях.

6. Включення конюшини лучної до складу злакового травостою на фоні Р₆₀К₁₂₀ за п’ятирічного його використання забезпечує у 1,3 раза вищу урожайність порівняно із злаковим травостоєм на аналогічному фоні фосфорно-калійних добрив (51,6 проти 39,7 ц/га сухої речовини, відповідно 49,5 і 38,8 ц/га кормових одиниць та 9,7 і 6,6 ц/га сирого протеїну). Підсівання бобових як на 2-му, так і 3-му роках користування підвищує урожайність конюшино-злакового травостою на 15,3-45,5%, а загальний рівень компенсації азоту мінеральних добрив біологічним – з 53 до 81-125 кг/га.

7. Найкращим розподілом урожаю за циклами використання характери-зуються бобово-злакові травостої та злакові з роздрібним внесенням під укоси

N_75-150, дещо гіршим – лучноконюшино-злаковий травостій без повторного підсівання в нього бобових видів та злаковий на фоні фосфорно-калійних добрив.

8. Включення у травосумішки бобових трав під час залуження чи при повторному їх підсіванні у дернину порівняно із злаковим травостоєм забезпечує підвищення вмісту сирого протеїну в сухій масі трави на 1,6-2,5 абсолютних відсотків, білка на – 1,2-2,1, жиру на 0,2-0,3%. Дещо знижується в траві вміст безазотистих екстрактивних речовин – на 0,4-0,7% та сирої клітковини – на 0,5-2%. За мінеральним складом рослинна маса бобово-злакових травостоїв з підсіванням в них різних бобових компонентів добре забезпечена фосфором (0,51-0,55%), калієм (2,34-2,44%) і кальцієм (0,67-0,71%). Дещо менше мінеральних елементів у траві

нагромаджують злакові травостої при внесенні N_75-150. Підсівання бобових видів трав на 2-му та 3-му роках користування сприяє покращенню білковості та поліпшенню мінерального складу корму не тільки порівняно із злаковим травостоєм, а й із лучноконюшино-злаковим без повторного підсівання бобових.

9. Під сіяними лучними травостоями у 0-20 см горизонті ґрунту накопичується 71,1-104,2 ц/га сухої маси, у коренях - 128,0-199,2 кг/га азоту, 32,7-57,9 кг/га фосфору і 60,3-127,4 кг/га калію. Найбільше кореневої маси нагромаджують бобово-злакові травосумішки з підсіванням в дернину на 2-му та 3-му році користування люцерни посівної та лядвенцю польового, найменше – сіяні злакові травостої на фоні РК. Внесення під злаковий травостій азотних добрив в дозі N₇₅ не впливає на збільшення кореневої маси і лише при дозі азоту N₁₅₀ кількість її збільшується на 11%. Одночасно під травостоями з роками у 0-20 см горизонті ґрунту відбувається зростання вмісту гумусу (від 2,30-2,37 до 2,37-2,57 %) та лужногідролізованого азоту (від 9,2-9,8 до 10,2-12,7 мг/100 г ґрунту), за винятком злакового травостою без внесення азотних добрив та зниження обмінного калію й рухомого фосфору (відповідно від 38,9-31,2 до 28,3-29,4 і 36,0-38,0 до 26,2-36,3 мг/100 г ґрунту), рН (від 6,6-6,7 до 6,4-6,5).

10. Найбільше азоту з урожаєм виносять бобово-злакові травостої (139-207 кг/га) і злакові з внесенням азотних добрив в дозах N_{75 і} N ₁₅₀ (відповідно 176 і 234 кг/га), найменше (96 кг/га) – злакові травостої на фоні РК, при надходженні його в бобово-злакових сумішках за рахунок симбіотичного азоту (141-199 кг/га) і на злаках – внесення добрив. Бобово-злакові травостої забезпечують позитивний баланс азоту, злакові на всіх фонах добрив – негативний (– 46-63 кг/га). Найбільший дефіцит фосфору і калію відмічається на бобово-злаковому травостої при підсіванні люцерни посівної та лядвенцю польового (відповідно -25-31 і -87-89 кг/га), на злаковому травостої - при внесенні лише N₁₅₀Р₆₀К₁₂₀.

11. Найбільший вихід валової (142,3-165,4 ГДж/га) та обмінної (77,2-92,4 ГДж/га) енергії забезпечують бобово-злакові травосумішки з повторним підсіван-ням лядвенцю польового й люцерни посівної та злаковий травостій з внесенням N₁₅₀ (відповідно 200,7 і 106,7 ГДж/га), найменший – злаковий травостій без внесення азотних добрив (58,0 і 30,6 ГДж/га).

12. Найвищий чистий прибуток (1776-2005 грн/га), найменшу собівартість продукції (17,5-18,3 за 1 ц кормових одиниць) при рентабельності 145-158% забезпечують бобово-злакові травостої з повторним підсіванням у дернину на 2-му та 3-му роках користування лядвенцю польового та люцерни посівної.

Найнижчі показники економічної ефективності забезпечують на фоні Р₆₀К₁₂₀ злаковий та лучноконюшино-злаковий травостої без повторного підсівання в нього бобових компонентів. Внесення азотних добрив на злаковий травостій збільшує технологічні витрати з 911 грн/га на фоні РК до 1268 і 1650 грн/га при внесенні відповідно N₇₅РК і N₁₅₀РК, хоча умовно чистий прибуток при цьому зростає з 876 до 1364-1968 грн/га та знижується собівартість корму на 11-12%.

Публікації автора:

1. Єфремова Г.В. Роль багаторічних бобових трав у підвищенні продуктивності сіяних лучних угідь // Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН. - К.: ЕКМО, 2002. - Вип. 1. - С. 74 - 77.

2. Єфремова Г.В. Вплив бобових трав на якість корму // Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН. - К.: ЕКМО, 2003. – Вип. 1-2. - С.100-103.

3. Єфремова Г.В. Алелопатична активність бобових компонентів у змішаних лучних фітоценозах // Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН. - К.: ЕКМО, 2003. – Вип. 3. - С.75-78.

4. Єфремова Г.В. Алелопатична активність фенольних сполук у бобово-злакових травостоях // Зб. наук. пр. Інституту землеробства УААН. - К.: ЕКМО, 2005. – Вип. 1-2. - С.113-117.

5. Єфремова Г.В. Визначення алелопатичної активності амінокислот у грунті під бобовим травостоєм //Вісник Білоцерківського ДАУ: Зб. наук. праць. – Біла Церква, 2005. – Вип. 32. - С.54-58.

6. Єфремова Г.В. Особливості взаємовідношення бобових компонентів у конюшино-злакових агрофітоценозах // Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології: Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених (24-26 листопада 2003 р.). – Чабани: Інститут землеробства УААН, 2003. – С. 88 – 89.

7. Єфремова Г.В. Вплив підсівання бобових трав на продуктивність старосіяних травостоїв в північному Лісостепу //Сучасна аграрна наука: напрями досліджень, стан і перспективи: Збірник матеріалів четвертої міжвузівської науково-практичної конференції аспірантів (5-7 квітня 2004 р.) – Вінниця: Вінницький державний аграрний університет, 2004. - С. 5-6.