Агробіологічні та агротехнічні особливості оптимізації прийомів вирощування соняшнику, рицини, сафлору в умовах південної підзони степу України

Агробіологічні та агротехнічні особливості оптимізації прийомів вирощування соняшнику, рицини, сафлору в умовах південної підзони степу України

ІНСТИТУТ ЗЕРНОВОГО ГОСПОДАРСТВА

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

АКСЬОНОВ ІГОР ВІКТОРОВИЧ

УДК 631.547:633.854.78:633.55:633.863.2

АГРОБІОЛОГІЧНІ ТА АГРОТЕХНІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ОПТИМІЗАЦІЇ ПРИЙОМІВ ВИРОЩУВАННЯ СОНЯШНИКУ, РИЦИНИ, САФЛОРУ В УМОВАХ ПІВДЕННОЇ ПІДЗОНИ СТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.09 - рослинництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Дніпропетровськ, 2008

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті олійних культур Української академії аграрних наук

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Ткаліч Ігор Дмитрович, Інститут зернового господарства УААН, завідувач лабораторії агротехніки олійних культур

доктор сільськогосподарських наук, професор, академік УААН Адамень Федір Федорович, Кримський інститут агропромислового виробництва УААН, головний науковий співробітник

доктор сільськогосподарських наук, професор Костромітін Віктор Михайлович, Інститут рослинництва ім. В.Я. Юр'єва УААН, головний науковий співробітник лабораторії рослинництва і сортовивчення

Захист відбудеться “23“ травня 2008 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 08.353.01 в Інституті зернового господарства УААН за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту зернового господарства УААН за адресою: 49600, м. Дніпропетровськ, вул. Дзержинського, 14.

Автореферат розісланий “7” квітня 2008 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради,

доктор сільськогосподарських наук А.Г. Мусатов

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Олійні культури є джерелом одержання цінних олій, продовольчого та технічного призначення, а також рослинного білка, що використовується для годівлі худоби, виготовлення продуктів харчування. Тому в останні роки на світовому ринку продовольства збільшився попит саме на жири рослинного походження.

Серед олійних культур особливе значення в харчовій промисловості займають соняшник та сафлор, а в технічній промисловості - рицина. Вирощування соняшнику та рицини тісно пов'язане з підвищенням виробництва олії, що необхідно здійснити за рахунок збільшення врожайності. Але у вирішенні цього питання є ряд проблем. Збільшення валових зборів товарного насіння соняшнику в Україні за період 1996-2005 рр. від 2,0 до 3,7 млн. тон відбулося за рахунок розширення посівних площ, а не врожайності.

Зростання цін в Україні на енергоносії, добрива, засоби хімізації обумовлює великі витрати на вирощування олійних культур. Має місце також високий рівень ручної праці при виробництві олійних просапних культур. При дефіциті енергоресурсів, застосування малоенерговитратних, ґрунтозахисних прийомів обробітку ґрунту в умовах недостатнього і нестійкого зволоження півдня України не завжди забезпечує повну реалізацію гібридами та сортами олійних культур свого генетичного потенціалу продуктивності. Зниження енерговитрат при застосуванні мінімалізації обробітку ґрунту не завжди окупається рівнем отриманої врожайності.

Це зумовлює необхідність удосконалення технологій вирощування та оптимізації агроприйомів, які були б пристосовані до агробіологічних особливостей росту та розвитку рослин, сприяли створенню функціонально збалансованих агроценозів і здатні створити умови для формування гібридами та сортами рівня врожайності, близького до їх генетичного потенціалу на фоні скорочення енерговитрат. При вирощуванні соняшнику, рицини важливе місце має вдосконалення системи основного обробітку ґрунту на основі його мінімалізації.

Набула актуальності також розробка прийомів сортової агротехніки вирощування посухостійкої культури сафлору стосовно посушливих умов південної підзони Степу України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Досліди за темою дисертаційної роботи виконано згідно з науково-тематичними програмами Інституту олійних культур УААН протягом 1993-2005 рр. ,,Олія” (номер державної реєстрації ІА 0102398 Р), “Технології олійних культур” (номер державної реєстрації 0196U014410), ,,Зернові і олійні культури” (номер державної реєстрації 019600014410).

Мета і завдання дослідження. Мета роботи - обґрунтувати та розробити технологію виробництва соняшнику, основні агротехнічні заходи вирощування рицини та сафлору в умовах південної підзони Степу України з урахуванням закономірностей росту, розвитку рослин, елементів ресурсозбереження та мінімалізації обробітку ґрунту, які здатні забезпечити досягнення агроценозами олійних культур рівня врожайності, близького до генетичного потенціалу гібридів та сортів.

Відповідно до мети в дисертаційній роботі було поставлено такі завдання:

- визначити агробіологічні особливості росту, розвитку, формування врожайності рослинами досліджуваних олійних культур;

- виявити вплив способів основного обробітку ґрунту на агрофізичні властивості орного шару та врожайність соняшнику;

- дослідити та встановити вплив основного обробітку ґрунту і способів сівби на забур'яненість посівів, ріст, розвиток та врожайність соняшнику при безгербіцидному вирощуванні;

- встановити забур'яненість і врожайність соняшнику залежно від мінімального обробітку ґрунту, строків і способів сівби;

- встановити вплив способів сівби та густоти стояння рослин на фотосинтетичну діяльність, продуктивність агроценозів гібридів та сортів соняшнику;

- виявити вплив схем сівби батьківських форм соняшнику під груповими ізоляторами, розробити заходи з підвищення їх врожайності;

- визначити фізичні властивості ґрунту, забур'яненість посівів і врожайність рицини залежно від основного обробітку ґрунту, способів сівби та прийомів догляду за посівами;

- встановити вплив строків сівби на ріст, розвиток, формування врожайності сортами рицини;

- дослідити вплив елементів сортової агротехніки сафлору на забур'яненість посівів, продуктивність і врожайність культури;

- розрахувати біоенергетичну та економічну ефективність агроприйомів вирощування соняшнику, рицини, сафлору в умовах півдня України.

Об'єкт дослідження: агроприйоми вирощування соняшнику, рицини, сафлору в умовах південної підзони Степу України.

Предмет дослідження: гібриди, сорти соняшнику, рицини, сафлору.

Методи дослідження: польовий - визначення фізичних властивостей ґрунту, фенологічні спостереження та біометрія рослин, визначення морфологічних ознак, продуктивності та врожайності гібридів і сортів; лабораторний - аналіз якості насіння, електрофорез запасних білків насіння соняшнику; порівняльно-розрахунковий - визначення біоенергетичної та економічної ефективності агроприйомів; статистичний - проведення дисперсійного, варіаційного, кореляційного аналізів.

Наукова новизна одержаних результатів. Теоретично обґрунтовані агробіологічні особливості росту, розвитку, підвищення врожайності агроценозами соняшнику, рицини, сафлору залежно від погодних умов та агроприйомів з вирощування олійних культур в умовах південної підзони Степу України.

На основі теоретичних розробок та положень розроблено та оптимізовано агроприйоми технологічного циклу, які забезпечують при мінімалізації вирощування соняшнику, рицини, сафлору досягнення гібридами та сортами олійних культур фактичного рівня врожайності, близького до генетичного потенціалу.

Показано шляхи підвищення конкурентоспроможності агроценозу соняшнику до бур'янів при його вирощуванні при мінімальному обробітку ґрунту за рахунок варіювання елементів сортової агротехніки.

Вперше доведена ефективність застосування сівби соняшнику зерновими сівалками СЗС-2,1 з шириною міжрядь 22,8 см, коли за один прохід агрегату виконуються: передпосівна культивація, загортання гербіциду в ґрунт, сівба соняшнику, прикочування ґрунту в рядках. Показано можливість застосування гербіциду раундап у комплексі агроприйомів з вирощування соняшнику.

Встановлено та обґрунтовано доцільність вирощування гібридів і сортів соняшнику в агроценозах з шириною міжрядь 15 см, як фактора мінімалізації та конструювання агроценозів, в залежності від густоти стояння рослин. Вперше доведено ефективність черезсмугового вирощування соняшнику в умовах південної підзони Степу України.

Встановлено та обґрунтовано взаємозв'язок між фотосинтетичною діяльністю рослин агроценозів соняшнику та їх врожайністю. Вперше як показник ефективного використання ґрунтової вологи рослинами соняшнику вводиться параметр витрат вологи рослинами на чисту продуктивність фотосинтезу - м3 на г/м2 за добу.

Вперше встановлено оптимальні способи сівби батьківських ліній соняшнику під груповими ізоляторами. Показано доцільність застосування електрофорезу запасних білків насіння у визначенні генетичної однорідності вихідних ліній і гібридів соняшнику. Вперше встановлено рівень типовості трилінійних гібридів соняшнику.

Вперше розроблено агроприйоми безгербіцидного вирощування та доведено ефективність раннього строку сівби сортів рицини в богарних умовах південної підзони Степу України.

При застосуванні кореляційного аналізу вперше визначено взаємозв'язки між врожайністю сортів рицини та погодними умовами міжфазних періодів за різними строками сівби.

Вперше в Україні розроблено та запропоновано елементи сортової агротехніки вирощування сафлору.

Розроблено агротехнічні прийоми, які вирішують проблему поєднання високої енергетичної ефективності технологій вирощування соняшнику, рицини, сафлору з високою продуктивністю агроценозів рослин. Доведено роль агроприйомів як організуючих і функціональних факторів агроценозів досліджуваних олійних культур, спрямованих на підвищення врожайності гібридів і сортів, зниження енергетичної вартості продукції, досягнення енергетичної стабілізації. Математично доведено можливість зменшення площі ділянок при проведенні агротехнічних дослідів стосовно вирощування соняшнику та рицини.

Практичне значення одержаних результатів. На основі проведення досліджень розроблено, обґрунтовано та рекомендовано агротехнічні прийоми технологій вирощування соняшнику, рицини, сафлору, які в умовах нестійкого зволоження південної підзони Степу Україні забезпечують формування врожайності олійних культур, близької до рівня генетичного потенціалу гібридів і сортів на основі ресурсозбереження, зниження енерговитрат, мінімального обробітку ґрунту, без застосування гербіцидів. Рекомендовано виробництву сівбу соняшнику зерновими сівалками СЗС-2,1 із шириною міжрядь 22,8 см, а також вирощування гібридів і сортів соняшнику в агроценозах з шириною міжрядь 15 см в залежності від густоти стояння рослин.

На основі експериментальних даних рекомендовано використовувати електрофорез запасних білків (геліантинінів) насіння у визначенні типовості батьківських ліній і гібридності гібридів як надійний метод контролю за генетичною чистотою насіннєвого матеріалу соняшнику.

На основі одержаних експериментальних даних розроблено рекомендації виробництву з найбільш ефективного, ресурсозберігаючого вирощування олійних культур.

Наукові положення та розробки дисертаційної роботи відображено в книзі “Наукові основи агропромислового виробництва в зоні Степу України”. Експериментальні дані стосовно основного обробітку та передпосівної підготовки ґрунту знайшли відображення в підручнику “Насінництво й насіннєзнавство олійних культур”. Експериментальні дані лягли в основу написання проекту ДСТУ “Насіння соняшнику. Сортові та посівні якості”.

Отримані результати досліджень, які апробовано і впроваджено на площі понад 11 тис. га в господарствах Запорізької області: КСП ,,Колос” Мелітопольського району, КСП ім. Ворошилова Чернігівського району, КСП ,,Дружба” Запорізького району, КСП ім. Горького Гуляйпільського району, ДГ ,,Сонячне” Інституту олійних культур; у господарствах Дніпропетровської області: КСП ім. Аврори, КСП ,,Росія” Нікопольського району та інших, підтвердили одержані результати.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана особисто автором на базі польових дослідів лабораторії технології вирощування олійних просапних культур, лабораторії генетики та електрофорезу Інституту олійних культур УААН. Під науковим керівництвом автора і за його участю визначалися напрями та програми досліджень, розроблено та впроваджено рекомендації у виробництво. Автором особисто проаналізовано й узагальнено літературні джерела, розроблено схеми дослідів, проведено польові досліди, виконано аналіз й узагальнення експериментальних даних, проведено математичну обробку даних, підготовлено та написано дисертацію й автореферат. До дисертаціїї включено деякі спільні з науковими співробітниками дослідження з часткою авторства 15-90 %.

Апробація результатів дисертації. Матеріали та результати досліджень доповідалися та обговорювалися на засіданнях Вченої ради Інституту олійних культур УААН (1993-2005 рр.), координаційно-методичних радах з виконання державної програми ,,Олія” в Інституті олійних культур (Запоріжжя, 1993-1995 рр.), координаційно-методичних радах з виконання наукової програми ,,Технології олійних культур” в Інституті зернового господарства (Дніпропетровськ, 1996-1998 рр.), координаційно-методичних радах з виконання наукових програм “Зернові і олійні культури” та “Теоретичні основи селекції сільськогосподарських культур” в селекційно-генетичному інституті (Одеса, 2001-2005 рр.), міжнародному симпозіумі Єукарпія (Запоріжжя, 1996 р.), на міжнародній конференції, присвяченій 90-річчю від заснування Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр'єва (Харків, 1999 р.), на міжнародній конференції “Сучасні питання створення та використання сортів і гібридів олійних культур” (Запоріжжя, 2002), на Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми та перспективи напряму розвитку олійних культур в Україні” (Запоріжжя, 2007 р.), на Першому міжнародному конгресі (Запоріжжя, 2004), на нараді робітників сільського господарства України (Київ, 1995 р.).

Результати досліджень пропагувалися на обласних та районних конференціях спеціалістів Запорізької області, в лекціях на курсах підвищення кваліфікації керівників та спеціалістів сільського господарства.

Публікації. За результатами досліджень з теми дисертації опубліковано 58 наукових праць, у тому числі 47 - фахові.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 446 сторінках машинописного тексту, складається з 14 розділів, висновків, рекомендацій виробництву, включає 196 таблиці, 16 рисунків, 24 додатки. Список використаних літературних джерел включає 518 найменувань, у тому числі 80 латиницею.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано необхідність і актуальність проведення досліджень, обсяг роботи, декларація особистого внеску автора.

У літературному огляді наводиться аналіз результатів досліджень вітчизняних та зарубіжних вчених із проблем застосування способів основного обробітку ґрунту як значного заходу, що впливає на властивості ґрунту та врожайність культур. Аналізується роль сортової агротехніки в досягненні агроценозом рослин своєї потенційної врожайності. Шляхом узагальнення аналізу даних літературних джерел обґрунтовано мету й завдання досліджень.

Умови та методика проведення досліджень. Експериментальні дослідження виконувалися в 1993-2005 рр. в Інституті олійних культур УААН, який за зональним розподілом належить до південної підзони Степу України.

Ґрунт дослідних ділянок-чорнозем звичайний середньоміцний на лісі малогумусний, вміст гумусу в орному шарі ґрунту 0-30 см - 3,0-3,5 %, азоту, що легко гідролізується - 3,1-5,2 мг, рухомого фосфору - 4,5-6,0 мг, обмінного калію - 40,1-46,7 мг на 100 г ґрунту. Реакція ґрунтового розчину нейтральна: рН - 6,5-7,0.

Кліматичні умови південного Степу України характеризуються посушливістю з великими ресурсами тепла в літній період. Середньобагаторічна кількість опадів на рік складає 420 мм, за період вегетації олійних культур - 215 мм, за роки проведення досліджень вона коливалася за роками від 100 мм (1999 р.) до 347 мм (2004 р.). Щодо критичного періоду водоспоживання рослин олійних культур найбільш сприятливі умови були в 1993 р. (265 мм). Погодні умови вегетації 1997 р. та 2004 р. за опадами були надмірно вологими. Середньобагаторічна температура повітря вегетаційного періоду олійних культур складає 18,80 С. За роки проведення досліджень лише в 1993 р. вона була на рівні багаторічних даних (18,60), в інші роки вона була вищою за багаторічну температуру повітря і знаходилась у межах 19,8-23,30 С. За ці роки середньомісячна температура повітря була найвищою - 28,90 С в липні 1999 р.

Польові та лабораторні дослідження проводилися згідно з прийнятими методиками Б.О. Доспєхова (1985), Г.Ф. Никитенка (1982), згідно методичних розробок Інституту зернового господарства УААН (1974,1985), Всеросійського науково-дослідного інституту олійних культур РАСГН (1986), Інституту олійних культур УААН (1993).

Експериментальна робота з вивчення впливу елементів технології вирощування олійних культур на фізичні властивості ґрунту, забур'яненість посівів, врожайність соняшнику, рицини здійснювалася шляхом застосування в схемах дослідів поліпшеного зябу з пошаровим обробітком ґрунту після збирання попередника - озимої пшениці. Способи основного обробітку ґрунту в цих дослідах - оранка на глибину на 25-27 см (знаряддя плуг ПН-4-35), безполицевий обробіток знаряддями ПРПВ-5-50, СібІМЕ на глибину 25-27 см, культиватором КПЕ-3,8 - на 16-18 см; мілкий обробіток бороною БДТ-7 - на 8-10 см. На цих агрофонах сівбу соняшнику і рицини виконували з шириною міжрядь 70 і 45 см. У досліді з вивчення безгербіцидного вирощування соняшнику сівбу виконували з шириною міжрядь 15 см по оранці та безполицевому обробітку ґрунту (знаряддя ПРПВ-5-50 см).

У досліді з вивчення впливу мінімального обробітку ґрунту на забур'яненість посівів та врожайність соняшнику при різних строках сівби застосовували поліпшений зяб, де способом основного обробітку ґрунту була оранка на 25-27 см. Мінімальний обробіток ґрунту складався з лущення поля після збирання озимої пшениці та проведення культивації культиватором КПЕ-3,8 на глибину 12-14 см за мірою відростання бур'янів (табл.1).

Таблиця 1

Схема досліду по встановленню ефективності вирощування соняшнику при мінімальному обробітку ґрунту

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7