Содержание к диссертации
Введение
РОЗДІЛ 1 Системи виробництва рослинницької продукції (огляд літератури)
1.1. Інтенсивна система та передумови виникнення виробництва органічної продукції
1.2. Обробіток ґрунту як елемент технології вирощування овоче-вих культур
1.3. Застосування біопрепаратів за органічного виробництва
1.4. Мульчування ґрунту як прийом органічного виробництва
РОЗДІЛ 2 Умови і методика проведення досліджень
2.1. Ґрунтово-кліматичні умови
2.2. Погодні умови за роки досліджень
2.3. Методика проведення досліджень
2.4. Технологічні прийоми у досліді
РОЗДІЛ 3 Ростові процеси і розвиток овочевих рослин за різних елементів технології вирощування
3.1. Фенологічні спостереження та ріст і розвиток овочевих рослин
3.2. Кореляційні залежності між біометричними показниками і урожайністю культур
3.3. Фітосанітарний стан посівів
РОЗДІЛ 4 Вплив еколого-адаптивних прийомів вирощування на господарсько-цінні та біологічні властивості ґрунту
4.1. Водно-фізичні властивості ґрунту
4.2. Агрохімічні властивості ґрунту
4.3. Біологічна активність і токсичність ґрунту
РОЗДІЛ 5 Отримання біологічно-повноцінної продукції
5.1. Урожайність культур овочевої сівозміни
5.2. Якість овочевої продукції
РОЗДІЛ 6 Економічна та біоенергетична ефектив-ність виробництва овочів
6.1. Економічна ефективність застосування технологій вирощування
6.2. Біоенергетична ефективність застосування технологій вирощування
6.3 Виробнича перевірка
Висновки
Рекомендації виробництву
Список використаних джерел
- Обробіток ґрунту як елемент технології вирощування овоче-вих культур
- Погодні умови за роки досліджень
- Кореляційні залежності між біометричними показниками і урожайністю культур
- Біологічна активність і токсичність ґрунту
Обробіток ґрунту як елемент технології вирощування овоче-вих культур
Одним із шляхів зниження енергетичних витрат і збільшення продуктивності ріллі є пошук найбільш раціонального способу основного обробітку ґрунту залежно від вирощуваної культури, погодних умов, типу ґрунту, його родючості. Ще П.А. Костичев вказував, що глибока оранка для всіх випадків буде кращою. Насправді питання це дуже складне, і, залежно від обставин, доводиться віддавати перевагу то неглибокій, то глибокій оранці [32].
Особливо важливе значення глибока оранка має для таких рослин, підземний орган яких є об єктом культури (буряк, картопля, морква та інші). Глибока оранка сприяє проникненню коріння у нижні шари ґрунту, які вміщують зазвичай більше вологи і поживних речовин. На думку
П.К. Іванова, тільки поєднанням лущення з періодичною більш глибокою оранкою (до 30–35 см) можна із найменшими затратами очистити ґрунт від однорічних і особливо багаторічних бур янів. Найбільш забур янений, яким був шар 0–10 см, буде засипаний шаром товщиною 20 см [55].
У дослідах Українського НДІ овочівництва і баштанництва та на його дослідних станціях за збільшення глибини оранки до 40–45 см спостерігали зменшення забур яненості цибулі ріпчастої до 54–65 %, капусти безрозсадної до 46–73 %. Це дозволило скоротити затрати на прополювання [12].
На зрошуваних темно-каштанових ґрунтах півдня України поглиблення оранки від 25 до 35 см сприяло більш глибокому зволоженню ґрунту при зрошенні, збільшенню чисельності корисних мікроорганізмів, покращенню поживного режиму, зниженню забур яненості. Урожайність безрозсадних овочевих культур від поглиблення обробітку збільшувалась на 6–13 % на ділянках без добрив і на 7–17 % за внесення гною [61]. За даними УНДІОБ післядія глибокої оранки проявляється декілька років, тому такий обробіток ґрунту у сівозмінах з овочевими культурами доцільно проводити через три–чотири роки і, перш за все, на полях, де розповсюджені коренепаросткові бур яни. Щоб запобігти вивертанню на поверхню заробленого раніше насіння бур янів, наступну оранку необхідно проводити на 15–20 см мілкіше попередньої [129].
Вивченням різних способів і глибин обробітку ґрунту у десятипільній сівозміні в умовах Центрально-Чорноземної зони Росії встановлено, що найбільш сприятливі умови для синтезу гумусу складаються за оранки на глибину 20–22 см, де спостерігали найбільш високий відсоток гумусонакопичення і найбільшу кількість рухомих гумінових кислот. Застосування обробітку без обороту пласта на чорноземах не викликало підвищення родючості ґрунтів [30].
Дослідженнями встановлено, що проведення оранки в умовах Правобережного Лісостепу України при вирощуванні культури суцільного способу сівби після конюшини на один укіс забезпечує підвищення врожайності зерна порівняно з плоскорізним обробітком на 0,36 т/га [143].
На думку І.П. Шевченко із співавторами, під час внесення розрахункової норми добрив оранка забезпечила значну біологічну активність і трансформацію органічної речовини в 0–20 см шарі ґрунту, що зумовлено заробкою органіки в ґрунт та змішуванням її з великим обсягом ґрунту. В результаті створилися сприятливі умови для розвитку мікроорганізмів-мінералізаторів азото- і вуглецевовмісних речовин, підвищилися показники активності мінералізаційних процесів [147].
За результатами багаторічних досліджень (1976–2007 рр.), проведених у багатофакторному польовому стаціонарному досліду Лісостепу України, найбільшу продуктивність сівозмін за набором культур забезпечує різноглибинна оранка [18].
На основі досліджень способів основного обробітку на різну глибину, проведених у Молдавії, у сівозміні з чергуванням культур – гороху овочевого, післяжнивної кукурудзи та томату безрозсадного, зроблено висновок: до передпосівного обробітку ґрунту грудкуватість поверхні була низькою за проведення фрезерування і високою у варіанті з оранкою. Проведення боронування з культивацією – в усіх прийомах основного обробітку збільшувало грудкуватість [62].
У частині Лівобережного Лісостепу України в зрошуваній сівозміні встановлено, що після фрезерування на глибину 8–10 см і оранки на глибину 25–27 см СО2 виділялося відповідно на 42 і 38 % менше, ніж після обробітку на 38–40 см. Пояснюється це відмінностями в складі шару ґрунту 10–30 см. На ділянках з фрезеруванням рівень об ємної маси склав 1,47 г/см3, а з оранкою на 25–27 см і на 38–40 см – відповідно 1,33 і 1,05 г/см3 [47].
У дослідженнях УкрНДІОБ при оранці на глибину 38–40 см частина насіння бур янів переміщувалася на поверхню ґрунту і приводила до забур янення посівів моркви і капусти, що висівали у ранні строки. Поверхневий обробіток ґрунту під моркву знижував забур яненість однорічними бур янами. Тільки у посівах капусти на фоні без гербіцидів на ділянках культивації і лущення ґрунту бур яни більше розповсюджувалися, ніж на виораних ділянках. Автори припускають, що це пов язано з виносом на поверхню ґрунту під час першої суцільної культивації нового насіння бур янів із шару 10–20 см [13].
На зрошуваних темно-каштанових ґрунтах півдня України, за спостереженнями науковців, позитивні результати отримані від поглиблення оранки з 25 до 35 см. На думку авторів, цей агроприйом сприяв більш глибокому зволоженню ґрунту при поливах, збільшенню чисельності корисних мікроорганізмів, покращенню поживного режиму, зменшенню забур яненості [64].
До теперішнього часу в Україні прийнято вважати класичною схемою обробітку ґрунту під овочеві культури, що рано висіваються: лущення, оранка і осіння підготовка ґрунту за типом напівпару (2–3 культивації). Після просапних культур (картопля рання, коренеплоди) лущення зазвичай не роблять, поле відразу після збирання переорюють і потім проводять обробіток за типом напівпару з метою боротьби з проростаючими бур янами [58].
На думку С.С. Єгорова при визначенні способів обробітку необхідний диференційований підхід з урахуванням особливостей типу ґрунту, кліматичних факторів і культур, що вирощуються. Для чорноземних ґрунтів, середніх за механічним складом, щільністю складення 1,0–1,2 г/см3, науковець вважає, що під овочеві культури прийнятним є основний обробіток ґрунту за типом напівпару [52].
Погодні умови за роки досліджень
Під час збирання гречки на ділянці поля за еколого-адаптивною технологією вирощування та обмолоту комбайном СК-5 солому подрібнено і розподілено на полі. Внесено азотні добрива із розрахунку 10 кг д.р. на 1 т рослинних решток. За базовою технологією солому зібрано і вивезено.
За обох технологій на полі, де гречка є попередником капусти середньої, внесено гній із розрахунку 120 т/га. Після збирання врожаю ґрунт із соломою гречки задисковано БДТ-7 на глибину 10–12 см. В 2005 році поля, де вирощували гречку, цибулю і томат дискували двічі. Після дискування провели основний обробіток ґрунту – за базової технології орали ПЛН-4-35 на глибину 25–27 см, за еколого-адаптивної – ґрунт обробляли плоскорізом на глибину 12–14 см, у 2001, 2002 та 2006 роках КПГ-250, у 2003, 2004 – КПЕ-3,8 на зазначену глибину.
Весняно-польові роботи у 2002 році під культури овочевої сівозміни за технологій вирощування включали боронування БЗСС-1,0 і культивації КПЕ-3,8. У 2003 році оброблено КПЕ-3,8 та пружинним культиватором КАПП-8,8 “Славутич”. У 2004, 2005 та 2006 роках поля перед сівбою оброблено тими ж агрегатами, що й у 2002 році. В 2007 році – культиватором КПС-4. Перед сівбою цибулі та моркви ґрунт коткували ЗККН-2,8. Під ці дві культури внесено гербіцид Стомп за базовою технологією вирощування із розрахунку 3 л/га. У 2005 році проведено досходове боронування цибулі та моркви середніми боронами. Крім вищеназваних агроприйомів навесні 2002 та 2005–2007 років проведено дві, а у 2003–2004 роках – одну культивацію поля, відведеного під посів гречки. Перед висаджуванням розсади капусти і томата у 2003, 2004 роках проведено дві, в 2004–2006 – три, у 2007–чотири культивації культиватором КПС-4. Глибина культивацій перед сівбою дрібнонасінних культур становила 4–5, гречки – 6 см, перед висаджуванням розсади капусти і томату – 10–12 см.
Мінеральні добрива під овочеві культури внесено сівалкою СЗ-3,6.
Цибулю висівали у другій декаді квітня. У 2004 році сівбу проведено у третій декаді, у 2007 році – у першій декаді березня. Норма висіву цибулі становила 7 кг/га. Моркву висівали в другій–третій декадах квітня. Норма висіву становила 5 кг/га. Використали сівалку СО-4,2. Сівбу гречки проводили сівалкою СЗ-3,6, із розрахунку 100 кг/га. Для вирощування розсади капусти і томата насіння висівали у першій декаді квітня. Посіви цибулі і моркви коткували ЗККШ-6.
Розсаду капусти вирощено у холодному розсаднику, томата – в утепленому ґрунті. Розсаду прополювали, поливали, підживлювали мінеральними добривами, обробляли інсектицидами, дозволеними для використання в Україні. Розсаду томата обробляли 1%-вою бордоською рідиною. Розсаду капусти проти хрестоцвітих блішок обробляли БІ-58 (6 мл/ 10 л води). Розсаду капусти висаджували розсадосадильною машиною СКН-6А за схеми 7040 см, томату – за схемою 7030 см.
Догляд за посівами овочевих рослин полягав у проведенні міжрядних обробітків грунту культиватором КРН-4,2. Кількість їх за роками коливалась від 2 до 4. Глибина перших дорівнювала 4–5, послідуючих – 6–8, 8–10, 10– 12 см. Дрібнонасінні цибулю та моркву прополювали три рази. Внесення гербіцидів Тарга-супер (2,5 л/га) та Стомп (3 л/га) за базової технології вирощування сприяло зменшенню кількості прополювань до двох разів, за еколого-адаптивної – три рази. Розсадні томат і капусту прополювали за обох технологій два рази. У 2002 році за обох технологій виконано один полив цибулі, моркви, капусти і два – томату. В 2003 – один полив моркви, капусти, томату та два цибулі дощувальною машиною ДДН-70. Поливна норма складала 250–300 м3/га. Перед висаджуванням розсади проведено вологозарядковий полив нормою по 250 м3/га. В 2004–2005 рр. необхідність у поливах не виникала. У 2006 році здійснено один полив овочевих культур, нормою 300 м/га.
На полях за базовою технологією для захисту від шкідників посіви капусти оброблено інсектицидом – БІ-58 (1 л/га), томату – Карате (0,5 л/га), Моспілан (0,02 г/га). На полях, де овочеві культури вирощували за еколого-адаптивною технологією, використано біопрепарати – Бітоксибацилін (200 мл на 10 л води) і Актофіт (2,4 л/га). Обприскування від шкідників проводили з моменту настання порогу шкодочинності. Для профілактики грибкових захворювань томата за базовою технологією використано 1 %-ву бордоську рідину, проти фітофторозу томата і пероноспорозу цибулі – Ридоміл із розрахунку 2 кг/га та Квадріс із нормою витрати 600 мл/га. Використовували обприскувач ЕКО – 600–12.
Кореляційні залежності між біометричними показниками і урожайністю культур
Розроблення науково обґрунтованих елементів технології вирощування овочевих рослин потребує всебічного врахування факторів, що впливають на процес їх росту і розвитку, оскільки знання спрямованості та сили їх впливу є ефективним засобом регулювання процесів формування врожаю. Це дає змогу більш глибоко теоретично пояснити закономірності формування рівня врожайності овочевих культур за розроблених елементів технології вирощування культур. Кореляційна залежність між елементами структури рослин і врожайністю показана у табл. 3.1, 3.2, 3.3.
Встановлено, що існує сильний позитивний кореляційний зв язок за базової і еколого-адаптивної технології між масою рослини і масою плода томату (r = 0,99 і 0,94 відповідно); масою рослини та діаметром розетки листків капусти за обох технологій (r = 0,98), масою рослини і урожайністю (r = 0,89 і 0,71 за технологій вирощування); площею листків і їх сумарною довжиною у цибулі (r = 0,88 і 0,98 за технологій вирощування), площею поверхні листків з масою рослини та масою цибулини за еколого-адаптивної технології (r = 0,99), сумарною довжиною листків з масою рослини, масою цибулини (r = 0,94 і 0,81 за базової технології) та (r = 0,99 і 0,98 за еколого-адаптивної), маса рослини та цибулини (r = 0,95 за базової технології і 0,99 за еколого-адаптивної); масою рослини і коренеплоду моркви (r = 0,94 та 0,99 за технологій вирощування), масою рослини і урожайністю (r = 0,81 та 0,84 за технологій вирощування), масою коренеплоду і урожайністю (r = 0,89 та 0,88 за технологій вирощування).
Відмічено середню пряму кореляційну залежність між діаметром розетки листків і урожайністю капусти (r = 0,49 та 0,37 за базової і еколого-адаптивної технологій вирощування); площею поверхні листків і сумарною довжиною листків, масою цибулини (r = 0,57, 0,62 за базової технології).
Таким чином, зі збільшенням маси рослини томата у сильній мірі залежить збільшення маси плода за обох технологій вирощування. Аналогічно зі збільшенням діаметра розетки листків капусти збільшується маса рослини, зі збільшенням маси рослини капусти збільшується її урожайність. Зі збільшенням діаметру розетки листя капусти існує середня залежність збільшення її урожайності за обох технологій.
Збільшення сумарної довжини листків цибулі у невеликій мірі впливало на збільшення площі поверхні листків за базової технології і в сильній мірі за еколого-адаптивної. Збільшення площі поверхні листків цибулі у сильній мірі впливало на збільшення маси рослини за обох технологій. У середній мірі впливало збільшення площі поверхні листків цибулі на збільшення маси цибулини за базової технології, у сильній мірі збільшення показників – за еколого-адаптивної технології. Зі збільшенням сумарної довжини листків цибулі у сильній мірі збільшується маса рослини, маса цибулини. У сильній мірі збільшення маси цибулини впливає на збільшення маси рослини за обох технологій вирощування.
Збільшення маси рослини моркви мало великий вплив на збільшення маси коренеплоду і великий вплив на збільшення урожайності культури за обох технологій. Зі збільшенням маси рослини у сильній мірі збільшувалась урожайність моркви за обох технологій.
Ботанічний склад бур янів у досліді: однорічні бур яни – плоскуха звичайна (Echinohloa crusgalli L.), щириця загнута (Amaranthus retroflexus L.), лобода біла (Chenopodium album L. ), портулак городній (Portulaca oleracea L.), паслін чорний (Solanum nigrum L.), амброзія полинолиста (Ambrosia artemisifolia L.), чорнощир нетреболистий (Ciclachaena xanthifolia Nutt.); багаторічні бур яни – осот щетинистий (Cirsium setosum Willd.), осот жовтий, польовий (Sonchus arvensis L.), березка польова (Convolvulus arvensis L.), щавель кінський (Rumex confertus Willd.).
Оцінка фітосанітарного стану посівів показала, що основний плоскорізний обробіток ґрунту на глибину 12–14 см призводив до зростання забур яненості посівів цибулі, моркви і гречки, якій передувала морква. Підрахунок кількості бур янів проводили перед першим ручним прополюванням. Кількість бур янів за еколого-адаптивної технології у посівах цибулі та моркви була більшою, порівняно з базовою (додаток М) (рис. 3.12). При підрахунку бур янів у фазу трьох–чотирьох справжніх листків цибулі у 2004 році, пересвідчились, що забур яненість була вищою за еколого-адаптивної технології вирощування. На 1 м2 налічували 574 штук бур янів, що в 3,7 рази більше, ніж за базової. У 2005 році з метою знищення сходів і проростків бур янів проведено досходове боронування цибулі та моркви, проте суттєвого ефекту даний прийом не мав, хоча знищили 39 % однорічних бур янів. Боронування виявилося неефективним через те, що після обробітку лишилися практично не пошкодженими багаторічні бур яни. На початкових фазах росту рослин більш шкодочинними були багаторічні бур яни. Одним із факторів високої забур яненості посівів за безполицевого способу механічного обробітку ґрунту є підвищення щільності ґрунту.
На полях томату, капусти і гречки, попередником якої був томат, не відмічено істотної різниці в кількості бур янів між технологіями вирощування. Виключенням є забур яненість томату в 2003 році за еколого-адаптивної технології, яка була вища порівняно з базовою технологією. Проведення двох–трьох суцільних культивацій ґрунту перед висаджуванням розсадних культур позитивно впливає на зменшення кількості бур янів. Крім того, у процесі вегетації томату і капусти позитивне значення у зменшенні кількості бур янів відіграють міжрядні обробітки ґрунту. Також під час розвитку рослини томата і капусти, в різній мірі, своєю вегетативною масою пригнічують розвиток бур янів.
На момент сходів гречки, попередником якої був томат, з однорічних бур янів переважала плоскуха звичайна, із багаторічних – осот, в основному щетинистий, жовтий та березка польова (табл. 3.4).
За еколого-адаптивної технології вирощування посів гречки, попередником якої був томат, забур янений в 4 рази менше щирицею загнутою, порівняно із забур яненням плоскухою, якої знаходилося в 1,6 рази більше та у 2 рази більше багаторічних – осоту і березки польової.
У гречки, попередником якої була морква, на відміну від попередника томату, забур яненість плоскухою звичайною, в умовах застосування еколого-адаптивної технології нижча у 8,4 рази, хоча в 1,8 рази вища щирицею загнутою. За еколого-адаптивної технології кількість багаторічних бур янів вища більш ніж як в 2 рази у посівах після попередника томата і моркви. Під час вирощування томату та капусти середньостиглої шкодочинним, крім зазначених плоскухи звичайної та щириці загнутої, виявився портулак городній (табл. 3.5, 3.6).
Біологічна активність і токсичність ґрунту
Більше значення показника біоенергетичної ефективності виробництва продукції моркви пов язано з тим, що вміст сухої речовини у коренеплодах вищий, ніж у їстівних органах інших овочевих культур. На значення коефіцієнта біоенергетичної ефективності цибулі і моркви за двох технологій вирощування впливали витрати сукупної енергії та урожайність. За базової технології витрати енергії на вирощування моркви менші, урожайність дещо вища, тому і коефіцієнт біоенергетичної ефективності вищий.
При вирощуванні капусти середньостиглої і томату коефіцієнт біоенергетичної ефективності за обох технологій відрізнявся незначно. Так, за еколого-адаптивної технології урожайність капусти хоча і дещо переважала базову, однак за даної технології і витрати сукупної енергії на виробництво більші.
Отже, біоенергетична ефективність вирощування капусти середньостиглої і томату знаходилася практично на одому рівні. Вирощування за еколого-адаптивної технології цибулі та моркви потребує більших сукупних витрат енергії, а саме на ручні прополювання.
В 2008 році проведена виробнича перевірка базової і еколого-адаптивної технології вирощування томата в Дніпропетровській дослідній станції Інституту овочівництва і баштанництва НААН на 2 га сівозмінної площі (додаток П). Вирощування томата проводилося з сортом Лагідний розсадним способом. На полі, де вирощували томат, пройшла ротація сівозміни (гречка, цибуля ріпчаста, морква, капуста середньостигла, томат). Попередником слугувала капуста середньостигла. За еколого-адаптивної технології після збирання гречки у сівозміні рівномірно розподілялася її солома з внесенням компенсаційної дози карбаміду (10 кг д. р./га). За базової технології солома вивозилася з поля. Основний обробіток ґрунту за еколого-адаптивної технології включав плоскорізний обробіток на глибину 12–14 см, за базової – оранку на глибину 25–27 см. За обох технологій вносилися: гній під капусту з розрахунку 120 т/га, мінеральні добрива під томат, цибулю і моркву у дозі N60P30K30, N30P45K45 і N30P45K45 відповідно. Інтегрований захист рослин включав внесення біопрепарату Актофіт (2,4 л/га) за еколого-адаптивної технології та інсектицидів Карате (0,5 л/га), Моспілан (0,02 г/га) за базової.
У результаті виробничої перевірки урожайність томата за еколого-адаптивної технології становила 31,6 т/га, за базової 27,8 т/га.
В 2011 році базова і еколого-адаптивна технологія вирощування капусти середньостиглої проходили виробничу перевірку в СТОВ АФ „Вільне 2002” (додаток Р). Об єм виробничої перевірки 10 га. Вирощування вели з сортом капусти середньостиглої Росава розсадним способом. Основний обробіток ґрунту включав плоскорізний обробіток ґрунту на глибину 12–14 см за еколого-адаптивної технології та оранку на глибину 25–27 см за базової технології. Інтегрований захист рослин складався з обробітку рослин біопрепаратом Бітоксибацилін (6 л/га) за еколого-адаптивної технології, інсектицидом БІ-58 (1,0 л/га) за базової. Під час вегетації рослин проведено два поливи зрошувальною нормою 350 м3/га за обох технологій.
Була отримана урожайність капусти – 51,4 т/га за еколого-адаптивної технології та 48,2 т/га за базової.
В 2012 році розроблені технології вирощування томата проходили виробничу перевірку в ООО „Колорит ІТ” (додаток С). Об єм перевірки 3 га. Вирощування культури здійснено розсадним способом з сортом Лагідний. За еколого-адаптивної технології основний обробіток ґрунту включав плоскорізний обробіток на глибину 12–14 см, за базової – оранку на глибину 25–27 см. За обох технологій проведено полив зрошувальною нормою 350 м3/га. Урожайність культури становила 25,8 т/га за еколого-адаптивної технології, 22,6 т/га за базової.
Таким чином, за результатами виробничої перевірки підтверджуються дані досліджень у тому, що при впровадженні еколого-адаптивної технології вирощування розсадних томата і капусти середньостиглої, а саме застосуванні рослинних решток гречки з компенсаційною дозою азотних добрив, неглибокого плоскорізного обробітку ґрунту, біопрепаратів можна отримати не нижчу урожайність, а навіть деяку прибавку в урожайності порівняно з базовою технологією.
За результатами шостого розділу опубліковано патент і статті: Пат. на корисну модель № u 2008 00427 Україна, МПК А 01 С 21/00, А 01 G 21/00, A 01 B 37/00, C 09 K 17/00. Спосіб вирощування розсадних капусти середньої та томата / Сидорка В.О.; заявник і патентовласник Дніпроп. досл. станція ІОБ НААН. – № 32679; заявка 14.01.2008; опубл. 26.05.08, Бюл. № 10 [104].