У дисертаційній роботі дано нове вирішення наукової проблеми, що виявляється у теоретичному обґрунтуванні та встановленні на основі узагальнення експериментальних та статистичних даних найоптимальніших в Лісостепу та інших грунтово-кліматичних зонах регіонів стабільного виробництва рослинної продукції зернобобових культур, оптимізації комплексної технології вирощування гороху, сої і квасолі шляхом удосконалення основних її елементів і блоків з метою підвищення урожайності культур і збільшення валових зборів зерна високої якості
2. За критеріями основних метеорологічних показників (температура повітря, кількість опадів), їх відхиленнями від середніх багаторічних величин, інтенсивністю, тривалістю та кратністю проявлення екстремальних умов, які викликані високими або ж низькими температурами, найсприятливішою в зоні Лісостепу є її західна частина (Хмельницька, Тернопільська і Чернівецька області), а також Черкаська область, а за надмірною або ж недостатньою кількістю опадів - Тернопільська, Київська, Сумська, Хмельницька і Черкаська області; у Степу і на Поліссі - за температурним режимом - північно-західні регіони (Кіровоградська, Одеська, Волинська і Рівненська області), за умовами зволоження – відповідно Запорізька, Одеська та Житомирська, Івано-Франківська і Рівненська області, де відмічається найменша кількість несприятливих випадків. 3. У всіх регіонах ґрунтово-кліматичних зон протягом 1991-2002 рр. порівняно з 1981-1990 рр. спостерігається істотне зростання числа випадків проявлення несприятливих погодних умов, які викликані високими температурами повітря і надмірною кількістю опадів в 1,2-3,3 і 1,4-3,8 раза в зоні Лісостепу, 1,3-2,6 і 1,6-4,3 раза - у Степу та 1,1-4,3 і 1,1-3,5 раза – у Поліссі, що свідчить про існування тенденції певної зміни кліматичних характеристик в бік потепління і більшого зволоження. 4. Найбільша загальна кількість випадків проявлення несприятливих погодних умов у зонах Лісостепу і Полісся припадає на квітень (125, 97) та липень (125, 97) місяці, а в Степу - на квітень (130). 5. В окремих областях максимальна кількість випадків проявлення несприятливих умов, викликаних різкими коливаннями середньомісячної температури повітря, відмічена: у зоні Лісостепу – у Вінницькій в квітні (11 випадків) і Харківській в червні (10); у зонах Степу і Полісся - в Херсонській у червні (11 випадків), Донецькій і Запорізькій у серпні (11 і 10), Чернігівській у червні (12 випадків); а недостатньою або ж надмірною кількістю опадів: у Лісостепу - у Вінницькій в серпні (11), Полтавській у вересні (12); у степовій зоні - в Дніпропетровській і Кіровоградській у квітні (по 10), Луганській області у вересні (11). 6. У областях зони Лісостепу врожайність гороху найбільшою мірою визначається: комплексом погодних умов червня у Київській, Полтавській, Тернопільській, Харківській і Черкаській областях, червня і липня – у Сумській області та умовами всього вегетаційного періоду і особливо липня за середньої тісноти зв'язку – у Вінницькій, Хмельницькій і Чернівецькій областях. За умов недостатнього забезпечення теплом і вологою – від умов травня та червня і лише у Вінницькій і Чернівецькій областях відмічається істотна залежність продуктивності гороху від умов квітня, а за покращання тепло- і волого забезпечення – комплексу умов червня і липня. У більшості областей степової зони визначальними у формуванні врожаю гороху є умови червня, коли відбувається формування, ріст й розвиток генеративних органів у рослині. За наявності тенденції до зниження показників температурного режиму і кількості опадів зростає залежність врожайності гороху від метеорологічних умов квітня, а за підвищення – червня. У зоні Полісся урожайність гороху більшою мірою залежить від умов липня, коли відбувається процес наливу зернівки. За менш інтенсивного надходження тепла і вологи зростає її залежність від комплексу метеорологічних умов травня, а за підвищення рівня тепло- і вологозабезпечення протягом вегетації – від комплексу погодних умов квітня і липня. 7. В областях лісостепової зони формування урожаю сої більшою мірою визначається дією комплексу метеорологічних умов місяців вегетаційного періоду і меншою - дією окремих факторів. Найбільше впливають на формування високого врожаю сої у Вінницькій області погодні умови травня, червня і липня, Київській і Хмельницькій – травня, Полтавській і Сумській – травня і червня, Харківській - квітня, Черкаській – червня, Тернопільській і Чернівецькій областях – практично умови всього вегетаційного періоду за виключенням відповідно квітня та червня і серпня. У зоні Степу рівень продуктивності сої визначається: в АР Крим – комплексом погодних умов червня і серпня; в Дніпропетровській області - умовами літніх (червень-серпень) місяців; у Донецькій – умовами травня, липня і вересня; в Запорізькій – квітня і певною мірою липня; в Кіровоградській - квітня, червня і серпня; Миколаївській – квітня і серпня; Одеській – травня і липня і в Херсонській – квітня і червня. У Волинській, Житомирській, Львівській, Рівненській і Чернігівській областях зони Полісся визначальним є вплив комплексу погодних умов травня; в Івано-Франківській - липня і вересня, а в Закарпатській області - всього вегетаційного періоду. 8. Визначальними для квасолі в зоні Лісостепу - для господарств Сумської, Тернопільської, Харківської і Хмельницької областей є комплекс погодних умов квітня – травня, Вінницької і Київської – липня місяця. У Полтавській, Черкаській і Чернівецькій областях погодні умови не відзначалися високим рівнем впливу на формування урожаю квасолі. У зоні Степу для господарств Запорізької і Кіровоградської областей визначальними є умови квітня, АР Крим і Донецької області – умови початку вересня, в зоні Полісся – для Житомирської і Рівненської областей – умови липня, Чернігівської – умови червня, Закарпатської – вересня, Львівської – червня, липня. У решти областей досліджуваних зон вплив комплексу погодних умов знаходився на рівні середньої і низької тісноти зв’язку з урожаєм квасолі. 9. За стабільністю по відношенню до впливу погодно-кліматичних умов на процеси росту, розвитку і формування врожаю в зонах виробництва на першому місці знаходиться квасоля, потім - горох, а на останньому місці - соя. 10. Сорти гороху, сої і квасолі різних екологічних груп відзначаються не однаковим рівнем реакції на умови вирощування, особливо погодні, що обумовлює різке коливання їхньої врожайності і невисоку стабільність цього показника за роками. Сортам гороху короткостеблового типу характерна більша чутливість на умови вирощування і вища реалізація їхнього генетичного потенціалу в господарському врожаї в роки зі сприятливими метеорологічними умовами (4,40; 3,82 і 3,93 т/га) і, навпаки, менша (2,73; 1,93; 1,96 т/га) у несприятливі роки, порівняно з високорослими сортами. Серед групи ранньостиглих сортів сої, які характеризуються вищим ступенем реагування на погодні умови порівняно із сортами інших груп, у менш сприятливі роки найбільшу урожайність – 2,65 і 2,41 т/га забезпечив сорт Київська 91, а в сприятливіші. – 4,15 і 3,10 т/га – сорт Устя; середньоранніх (2,35-3,86 т/га) - сорт Київська 27; середньостиглих – (2,31-3,47 т/га) сорт Агат. За всіх строків сівби квасолі найвищу врожайність зерна (2,49; 2,35 і 2,17 т/га) формує сорт Первомайська, а найнижчу – за I строку сівби (2,18 т/га) № 843/96, II строку - №714/95 (2,06 т/га); III строку сівби сорт Харківська штамбова (1,94 т/га). 11. Штами азотфіксувальних бактерій, підвищуючи врожайність гороху, сої і квасолі, відзначаються не високим рівнем стабільності дії за роками досліджень і посіви реагують на метеорологічні умови значними коливаннями інтенсивності формування і функціонування їх асиміляційної поверхні, продуктивністю фотосинтезу, ступенем розвитку і діяльності симбіотичних систем та урожайності. Серед досліджуваних штамів азотфіксувальних бактерій при вирощуванні: - гороху кращим є штам №100, який забезпечив ефективніше використання природно-кліматичних ресурсів і формування 3,38 т/га зерна, що на 0,88 і 0,49 т/га перевищує показники варіантів без інокуляції і з стандартним штамом та свідчить про перспективність його використання у виробництві; - сої – штам Л-5, який забезпечив формування 2,53 т/га насіння проти 1,67 т/га у варіанті без інокуляції і 1,88 т/га при застосуванні стандартного штаму; - квасолі – штам № 8 (2,52-2,82 т/га проти 2,01- 2,30 т/га без інокуляції). 12. Ефективність доз мінеральних добрив за вирощування сортів гороху різних екологічних груп залежить від умов досліджуваних років і визначається рівнем диференціації показників, які характеризують процеси формування і діяльності симбіотичних систем, ріст і розвиток рослин, морфофізіологічні процеси, формування основних структурних елементів продуктивності і визначають рівень урожайності культури. Встановлено переваги повної (N30 Р45К60) дози мінеральних добрив, яка за абсолютних величин урожайності 2,63 - 3,19 т/га забезпечує приріст в межах від 0,28 до 0,57 т/га, тоді як внесення фосфорно-калійних добрив у дозі Р45К60 лише від 0,18 до 0,43 т/га, а застосування інокулювання 0,12-0,36 т/га. 13. Комплексна дія мінеральних добрив, інокулювання та інтегрованого захисту є визначальним критерієм інтенсивності формування і функціонування листкової поверхні, фотосинтетичного потенціалу посівів сортів гороху і забезпечує на удобрених варіантах максимальні величини листкової площі у сорту Орловчанин у фазу цвітіння 662,6–723,2, а на окремих варіантах і на початок формування зерна - до 762,9 см2/рослину, у сорту Комет у фазу цвітіння – 500,2-580,2 см2 /рослину і у сорту Дамир 2 на початок формування зерна – 468,9-608,9 см2/рослину за найвищих показників фотосинтетичного потенціалу посівів у всіх сортів на початок формування зерна відповідно 1,54-2,08; 1,34-1,55 і 1,47-2,03 млн. м2/га х діб і сухої речовини – 11,74-14,08; 7,14-9,89; 7,45-14,02 г/рослину та її збору з 1га – 138,1-178,8; 84,6-119,6; 97,6-185,0 ц/га. За вирощування сої комплексна взаємодія мінеральних добрив, інокулю-вання та системи захисту не забезпечує формування більшої кількості сухої речовини в рослинах у фазі початку наливання бобів, завдяки подовженню відповідних періодів росту й розвитку рослин і навпаки, сприяє швидшим темпам їх проходження за цих умов на неудобрених варіантах і більшому нагромадженню сухої речовини в генеративних органах, зокрема бобах. 14. При вирощуванні гороху на фоні побічної продукції, застосування інокулювання насіння поліштамом азотфіксувальних і фосформобілізівних бактерій та системи інтегрованого захисту рослин максимальні показники фіксації атмосферного азоту (72,3 кг/га) рослинами сорту Орловчанин забезпечує внесення мінеральних добрив у дозах N45P60K60, сорту Комет (62,2 кг/га) і Дамир 2 (57,1 кг/га) - N45P60K90. Найбільшу кількість атмосферного азоту - відповідно 46,1 кг/га на неінокульованому та 59,0 кг на інокульованому фонах – рослини сої нагромаджують за допомогою симбіотичних систем у варіантах за внесення мінеральних добрив у дозах N45Р90К90 та N30Р60К60 на фоні післядії побічної продукції. 15. Вплив мінеральних добрив та інокулювання насіння на динаміку основних елементів живлення в органах рослин гороху відзначається диференційованістю проявлення залежно від умов року, особливостей сортів, періоду вегетації і визначається їх кількісним рівнем та відповідним співвідношенням елементів живлення, що визначає величину вмісту кожного з них у листках, стеблах та зернівці у стадії її формування. Встановлено, що на удобрених варіантах в період інтенсивного росту спостерігається недостатня (3,17-3,95% у сорту Орловчанин, 3,40 -3,78% у сорту Комет; 3,12-4,02% - у сорту Дамир 2 проти 5,0% за оптимумом) забезпеченість рослин азотом, наближена до оптимальної (1,89-2,99%; 1,67-3,15 2,01-3,31% проти 3,0%) калієм і висока (0,60-0,81%, 0,48-0,88 0,74-0,82% проти 0,40%) фосфором. В період формування зерна вміст азоту в листі становить 1,15-2,14% (сорт Орловчанин); 1,37-1,96% (сорт Комет) і 1,49-1,80% (сорт Дамир 2) і відповідає рівню дуже низької (< 2,8%); вміст фосфору ( 0,38-0,46; 0,31-0,38; 0,32-0,46) – рівню високої (> 0,25%) і вміст калію ( 0,84-2,07; 0,91-1,58; 0,84-1,36%) - рівню низької (1,3%) і оптимальної (1,5-1,8%) забезпеченостей. 16. За комплексного застосування факторів інтенсифікації в технології вирощування гороху серед показників структури урожаю незалежно від умов років досліджень найбільших позитивних змін зазнають величини кількості бобів та індивідуальної продуктивності рослин. Найбільша кількість бобів формується у рослин сорту Орловчанин - 3,5-4,8 шт./рослину за показників у сортів Комет і Дамир 2 відповідно 2,6-3,6 і 2,4-3,6 шт. Рослини цього ж сорту відзначаються найвищою індивідуальною продуктивністю – 2,3-3,6 г проти 1,9-3,2 г у сорту Комет і 2,1-3,1г у сорту Дамир 2, проте за кількістю насінин у бобі (2,8-3,3шт.) сорт Орловчанин поступається сортам Комет (3,5-4,1 шт.) і Дамир 2 (3,2-3,7 шт.). Серед проектів технології вирощування гороху максимальні показники структури врожаю сформовані за комплексної дії мінеральних добрив у дозах N30-45P60K60-90, інокулювання насіння та інтегрованого захисту. 17. При вирощуванні сої сорту Устя найбільшу кількість бобів на рослині забезпечують проекти технології, які передбачають комплексну дію інокулювання, комбінованого захисту та внесення N30Р60К60 за органо-мінеральної системи удобрення у сівозміні після проса і використання післядії подвійної дози побічної продукції після гречки – 26,1 і 23,5 шт. Сорт сої Київська 27 найбільшу кількість бобів формує за розміщення після проса (20,8) і після гречки (27,5 шт./рослину) за проектів з використанням побічної продукції і внесенням N45Р90К90 за аналогічного поєднання дії інокулювання насіння і комбінованого захисту рослин. Вищий абсолютний рівень величини індивідуальної продуктивності рослин сорту Київська 27 після проса забезпечує комплексна дія факторів за внесення N30Р60К60 і післядії соломи за комбінованого захисту (8,14 г/рослину) та після гречки – за внесення N45Р90К90 на фоні комбінованого захисту посівів та застосування інокулювання (13,07г/рослину), а сорту Устя при вирощуванні після проса – за використання післядії подвійної дози побічної продукції (8,63г/рослину) і після гречки - за внесення N45Р90К90 на фоні комбінованого захисту посівів (7,02 г/рослину). 18. Рівень урожайності зерна гороху визначається особливостями сорту, а також ефективністю комплексної дії добрив, захисту рослин та штаму бактерій і значно змінюється залежно від умов року. Найвищий урожай зерна гороху сорту Орловчанин (3,96 т/га) забезпечує внесення мінеральних добрив у дозах N45P60K60 на фоні побічної продукції, інокулювання насіння поліштамом азотфіксувальних і фосформобілізівних бактерій та застосування інтегрованої системи захисту посівів; сортів Комет (3,71т/га) і Дамир 2 (3,57 т/га) за аналогічних фонів інокулювання, захисту і побічної продукції - внесення N45P60K90., яке забезпечує збільшення їх урожайності на 1,32; 1,26 і 1,26 т/га порівняно до технології без застосування засобів інтенсифікації. Встановлено, що частка регульованих факторів має вищий рівень впливу (50,5%, з них на сорт припадає – 4,6%, захист рослин – 16,7, штам – 19,3 і добрива – 9,9%, за неврахованих факторів – 6,4%), порівняно з фактором умови року (39,6%). 19. Комплексне поєднання дії факторів технології у проекті з внесенням мінеральних добрив у дозах N45Р90К90, застосуванням комбінованого захисту та інокулювання є ефективнішим при вирощуванні сої сорту Київська 27 порівняно з сортом Устя, забезпечивши його урожайність після попередника гречка – 2,82 т/га і після проса - 2,72 т/га проти 2,40 і 2,22 т/га у сорту Устя. На фоні хімічного і комбінованого захисту посівів частка регульованих факторів становить 58,9 і 57,2%, в т.ч. на попередник припадає відповідно 4,3 і 6,2%, штам – 6,4 і 7,8; сорт – 22,3; 17,6 і добрива – 25,9 та 25,6%. 20. Кількісні параметри показників хімічного складу зерна гороху більшою мірою визначаються особливостями сортів і меншою дією факторів інтенсифікації, позитивний прояв яких відображається лише на величині збору протеїну з одиниці площі, максимальна кількість якого 0,74-0,80 т/га при вирощуванні сорту Орловчанин, 0,74-0,75 т/га сорту Комет і 0,72-0,76 т/га сорту Дамир 2 сформована за комплексного впливу мінеральних добрив (N30-45P45-60K60-90), інокулювання насіння поліштамом та інтегрованого захисту. Проекти технології вирощування сої, головними складовими яких є добрива, інокулювання, захист, більшою мірою впливають на вміст протеїну та жиру і меншою на вміст золи, клітковини, фосфору і калію. Комплексне поєднання внесення мінеральних добрив у дозах N30-45P60-90K60-90 та інокулювання насіння забезпечує за хімічного захисту рослин збільшення вмісту протеїну на 1,2 і 0,9%, жиру - на 0,9 і 1,5% і максимальний їх збір з одиниці площі 0,75 і 0,73 та 0,40 і 0,40 т/га, а за комбінованого захисту – 0,87 і 0,86 та 0,47 і 0,48 т/га. Квасоля, максимальний вміст протеїну і його збір з 1 га, забезпечує при вирощуванні сортономера 843/96, а серед штамів – при використанні штаму №8. 21. Технології вирощування гороху, які передбачають на фоні побічної продукції внесення мінеральних добрив у дозах N30-45P45-60K60-90, інокулювання насіння поліштамом та інтегрований захист посівів від шкодочинних організмів є конкурентоспроможними за величинами чистого прибутку і одержуваної з урожаєм енергії, які становлять відповідно 2310, 2073 грн./га і 70052, 66691 МДж/га – у сорту Орловчанин; 2037, 2015 грн./га і 65630, 65099 МДж/га – у сорту Комет 1930, 1879 грн./га і 63153 МДж/га – сорту Дамир 2, однак не мають переваг над іншими проектами з використанням добрив за показниками собівартості, рентабельності і коефіцієнта енергетичної ефективності через вищий рівень ресурсо- та енергоємності виробництва. 22. Максимальний рівень чистого прибутку за хімічного захисту посівів при вирощуванні сортів сої Устя (895 грн./га) та Київська 27 (1267 грн./га) після проса забезпечує проект технології з внесенням мінеральних добрив у дозах N15Р30К30 на фоні післядії побічної продукції та інокулювання насіння азотфіксувальним штамом, після гречки (1016 і 1259 грн./га) – проект з використанням післядії подвійної дози побічної продукції, а за комбінованого захисту посівів - аналогічний проект - як після проса (1095, 1712 грн./га), так і після гречки (1181 і 1173 грн./га). За рівнем отриманої енергії на фоні комбінованого захисту рослин кращими проектами технології вирощування сортів Устя і Київська 27 є ті, які передбачають комплексну дію інокулювання насіння та внесення мінеральних добрив у дозах N45Р90К90 і післядію побічної продукції, забезпечуючи вихід енергії з гектара на рівні 37857; 49178 МДж – за розміщення після проса і 40333; 51832 МДж – після гречки. 23. Вирощування всіх досліджуваних сортів і сортономерів квасолі є найефективнішим за використання у технологічному циклі в якості інокулянта насіння азотфіксувального штаму № 8 (5220-6144 грн./га чистого прибутку за рентабельності виробництва 226-265% і 44402-49886 МДж енергії за величини коефіцієнта енергетичної ефективності 3,64-3,93). Найвищим рівнем реакції на дію цього фактора відзивається № 843/96. 24. Математичні моделі залежності продуктивності гороху від доз мінеральних добрив свідчать про вищий їхній вплив у всіх проектах технології з комплексним використанням інокулювання та інтегрованого захисту, а серед видів добрив – фосфорних (D=80,8%) і азотних (D=79,9%) та менший – калійних (D=63,6%); моделі залежності урожайності сої від доз азотних добрив показують існування істотної залежності у всіх проектах технології вирощування після проса (D=82,699,9%), та у 3-х з 5-ти проектів після гречки (D=67,286,7%). З вирощування сорту Устя після гречки за хімічного захисту рослин залежність урожайності сої від дії азотних добрив оцінюється величиною коефіцієнта детермінації на рівні 47,6 і 57,6%. |