Продуктивність сортів пшениці озимої залежно від фону живлення в умовах Південного Степу України

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 – рослинництво. – Миколаївський національний аграрний університет Міністерства освіти і науки України, Миколаїв, 2021. Дисертаційна робота присвячена вивченню процесів росту й розвитку, формування врожаю та якості зерна різних за біологічними ознаками сортів пшениці озимої за впливу фону живлення. Найбільш сприятливо умови для формування пшеницею озимою надземної біомаси, середньодобового її приросту та висоти рослин складаються за внесення розрахункової та рекомендованої для зони доз добрив. Більшою висотою в усі фази розвитку пшениці озимої вирізнялися рослини сорту Кольчуга порівняно з сортом Донецька 48. Надземна біомаса рослин пшениці озимої найбільш інтенсивно наростає у міжфазний період від кущіння до колосіння. Застосування добрив суттєво позначилось на накопиченні сухої надземної біомаси рослин пшениці озимої в усіх досліджуваних варіантах, збільшивши її порівняно з контролем. Визначено, що на наростання площі листкової поверхні, фотосинтетичну діяльність посіву рослин пшениці озимої істотно впливають добрива. Меншою мірою зазначені показники змінювалися залежно від сорту. Максимальною площа асиміляційної поверхні рослин пшениці озимої сформована у фазу колосіння (50,7 тис м2 /га сортом Кольчуга і 48,9 тис м2 /га сортом Донецька 48) по фону застосування розрахункової дози добрива, тобто першочергове значення у формуванні фотосинтетичного апарату рослин належить азотному живленню. Застосування мінеральних добрив позитивно впливало на вміст рухомих NPK в ґрунті. Більшою мірою у ньому зростала кількість нітратів. У сезонній динаміці впродовж вегетації пшениці озимої вміст рухомих азоту, 3 фосфору і калію в ґрунті поступово знижується, порівняно з початковою кількістю, але в удобрених варіантах їх вміст залишається більшим порівняно з неудобреним ґрунтом контролю. За вирощування пшениці озимої в умовах природного зволоження значно менша частка сумарного водоспоживання у середньому за роки досліджень належала ґрунтовій волозі – 20,7%, а значно більша – атмосферним опадам – 79,3%. За таких умов необхідно забезпечити найбільш ощадливе використання вологи рослинами на формування одиниці врожаю. Неудобрені рослини на утворення 1 т зерна використовували 1955,4-2136,4 м 3 води залежно від сорту, або на 29,7-30,7% більше порівняно з удобреними (по фону розрахункової дози). Аналогічно досить ощадливим визначено водоспоживання посіву пшениці озимої і за вирощування обох досліджуваних сортів пшениці озимої за внесення рекомендованої для зони дози добрива. Визначено позитивну дію мінеральних добрив на продуктивність рослин пшениці озимої. Урожайність зерна її залежить від комплексного впливу на рослини ґрунтово-кліматичних умов у період вегетації та агротехнічних заходів вирощування. Сорти та фон живлення є потужними факторами, які впливають на підвищення врожайності та основні показники якості зерна пшениці озимої. У середньому за роки досліджень більш високим її рівень сформований сортом Кольчуга по фону розрахункової дози добрив і склав 3,40 т/га, що на 1,35 т/га або на 65,9% більше, порівняно з неудобреним контролем. Досліджувані фактори, зокрема добрива, покращують якість зерна – збільшуючи у ньому вміст білка, клейковини, умовний збір білка з одиниці площі. На елементи структури, які визначають продуктивність пшениці озимої, також суттєво впливали особливості сорту та фони удобрення рослин. Застосування мінеральних добрив збільшувало довжину колосу і кількість колосків у рослин досліджуваних сортів пшениці озимої. Так, у середньому за роки досліджень по фону застосування розрахункової дози 4 добрив їх кількість порівняно з рослинами неудобреного контролю у рослин сорту Кольчуга зросла на 25,0%, а сорту Донецька 48 – на 27,3%. Мінеральні добрива, а саме азотні, суттєво збільшували вміст білка в зерні обох сортів пшениці озимої. Найбільше білка утворено в зерні пшениці озимої сорту Кольчуга за вирощування по фонах внесення N60 та розрахункової дози добрив (N67), що більше порівняно з його вмістом у зерні неудобреного контрольного варіанту на 13,3% та 14,3% відповідно. У середньому за три роки досліджень у зерні пшениці озимої сорту Кольчуга без добрив клейковини містилося 20,5%, а за вирощування по фону застосування розрахункової дози добрив – 31,1%. Розрахунком окупності добрив приростом урожайності зерна пшениці озимої, в середньому за три роки досліджень, визначено, що найвищий його рівень забезпечує внесення розрахункової дози добрив: сорту Кольчуга 16,5 кг зерна на 1 кг д.р. добрив, сорту Донецька 48 – 17,2 кг зерна на 1 кг д.р. добрив. Аналізом економічної ефективності досліджуваних заходів визначено, що залежно від удобрення умовно чистий прибуток за вирощування пшениці озимої сорту Кольчуга у варіантах досліду коливається від 2569,4 (у контролі) до 5765,6 грн/га, а рівень рентабельності від 71,8 % до 112,7% відповідно. Аналізом енергетичної ефективності визначено, що найменшими витрати енергії на вирощування пшениці озимої були у неудобреному контролі та склали в середньому по сортах 32,7 ГДж/га. За оптимізації живлення цей показник зростав до 46,3 ГДж/га.

Dissertation for the degree of Candidate of Agricultural Sciences in the specialty 06.01.09 – сrop Production. – Mykolayiv National Agrarian University of Ministry of Education and Science of Ukraine, Mykolayiv, 2021. The dissertation work is devoted to the study of the processes of growth and development, crop formation and grain quality of winter wheat varieties having various biological characteristics under the influence of the nutrition background. The most favorable conditions for the formation of aboveground biomass by winter wheat, its average daily growth and plant height are formed by applying the calculated and recommended fertilizer doses for the zone. Plants of the Kolchuga variety were distinguished by a higher height in all phases of winter wheat development compared to the Donetsk 48 Variety. The aboveground biomass of winter wheat plants increases most intensively during the interphase period from tillering to earing. The use of fertilizers significantly affected the accumulation of dry aboveground biomass of winter wheat plants in all the studied variants, increasing it in comparison with the control. It is determined that the increase in leaf surface area, photosynthetic activity of sowing winter wheat plants are significantly affected by fertilizers. To a lesser extent, these indicators varied depending on the variety. The maximum area of the assimilation surface of winter wheat plants is formed during the earing phase (50,7 thousand m2 /ha by the Kolchuga variety and 48,9 thousand m2 /ha by the Donetsk 48 Variety) against the background of applying the calculated fertilizer dose, that is, nitrogen nutrition belongs to the primary importance in the formation of the photosynthetic apparatus of plants. The use of mineral fertilizers had a positive effect on the content of mobile NPK in the soil. To a greater extent, the amount of nitrates in the soil increased. In seasonal dynamics, during the growing season of winter wheat, the content of mobile nitrogen, phosphorus and potassium in the soil gradually decreases 6 compared to the initial amount, but in fertilized versions their content remains higher compared to non-fertilized control soil. When growing winter wheat in conditions of natural moisture, a much smaller share of total water consumption on average over the years of research belonged to soil moisture as 20,7%, and a much larger share, especially to atmospheric precipitation, as 79,3%. Under such conditions, it is necessary to ensure the most economical use of moisture by plants for the formation of a crop unit. Unfertilized plants used 1955,4 up to 2136,4 m3 of water for the formation of 1 ton of grain, depending on the variety, or 29,7 up to 30,7% more compared to fertilized plants (against the background of the calculated dose). Similarly, the water consumption of winter wheat crops and for growing both studied varieties of winter wheat for applying the recommended fertilizer dose for the zone were determined to be quite economical. The positive effect of mineral fertilizers on the productivity of winter wheat plants is determined. Its grain yield depends on the complex impact on plants by soil and climatic conditions during the growing season and agrotechnical cultivation measures. Varieties and nutrition background are powerful factors that contribute to increasing the yield and quality of winter wheat grain. On average, over the years of research, its higher level was formed by the Kolchuga variety against the background of the estimated fertilizer dose and it amounted up to 3,40 t/ha, which is 1,35 t/ha or 65,9% more compared to the non-fertilized control. The structural elements that determine the productivity of winter wheat were also significantly influenced by the characteristics of the variety and the background of fertilization of plants. The use of mineral fertilizers increased the length of the ear and the number of spikelets in plants of the studied winter wheat varieties. So, on average, over the years of research on the background of applying the calculated dose of fertilizers, their number in comparison with plants of unfertilized control in plants of the Kolchuga variety increased by 25,0%, and the number of spikelets of Donetsk 48 variety increased by 27,3%. Mineral fertilizers, namely nitrogen fertilizers, significantly increased the protein content in the grain of both varieties of winter wheat. Most of the protein is 7 formed in winter wheat grain of the Kolchuga variety when grown against the background of application N60 and the calculated dose of fertilizers (N67), which is 13,3% and 14,3% more than its content in the grain of the unfertilized control variant, respectively. On average, for three years of research, winter wheat grain of the Kolchuga variety without fertilizers contained 20,5% gluten, and for cultivation against the background of applying the calculated dose of fertilizers as 31,1%. The studied factors, in particular fertilizers, improve the quality of grain such as increasing its protein content, gluten content, conditional protein collection per unit area. By calculating the payback of fertilizers by increasing the yield of winter wheat grain, on average for three years of research, it was determined that its highest level ensured the application of the calculated dose of fertilizers: such as Kolchuga variety 16,5 kg of grain per 1 kg of Active Nutrient of fertilizers, and Donetska 48 variety 17,2 kg of grain per 1 kg of Active Nutrient of fertilizers. The analysis of the economic efficiency of the studied methods determined that depending on the fertilizer, the conditional net profit for the variants of the experiment for growing winter wheat of the Kolchuga variety ranges from 2569,4 (in control) up to 5765,6 UAH/ha, and the level of profitability from 71,8 % (in control) up to 112,7%. The analysis of energy efficiency determined that the lowest energy costs for growing winter wheat were in poor control and amounted to an average of 32,7 GJ/ha for varieties. With the optimization of nutrition, this indicator increased to 46,3 GJ/ha.