Анотація до роботи:

Федорчук М.І. Теоретичне і практичне обґрунтування технології вирощування шавлії лікарської в умовах зрошення на півдні України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 – рослинництво. – Херсонський державний аграрний університет, Херсон, 2008.

Теоретично обґрунтовуються напрями підвищення врожаю шавлії лікарської в умовах зрошення південного регіону за рахунок реалізації її продуктивного потенціалу залежно від природних і агротехнічних факторів з метою отримання при мінімальних енергетичних і ресурсних витратах високих врожаїв лікарської сировини. Приведені особливості поживного та водного режимів ґрунту залежно від природних і технологічних умов чинників. Висвітлені зміни насіннєвої продукції та лікарської сировини шавлії залежно від норм добрив, обробітку ґрунту, строків і ширини міжряддя.

Наведено агроекологічне обґрунтування впливу агротехнічних факторів вирощування цієї культури на її біохімічні особливості.

Проведено економічну та біоенергетичну оцінку елементів технології вирощування шавлії лікарської.

Розрахована модель продуктивності цієї культури залежно від кількості атмосферних опадів, а також розроблена статистична модель врожаю зеленої маси шавлії лікарської залежно від дати відновлення її вегетації

У дисертації наведено результати експериментальних досліджень з вивчення росту, розвитку рослин і метаболічних процесів, як біологічного обґрунтування для вирішення науково-практичної проблеми реалізації продуктивного потенціалу шавлії лікарської у зв’язку з природними й агротехнічними факторами в умовах зрошення. Викладені науково обґрунтовані розробки нових та удосконалення існуючих елементів технології, що забезпечують за мінімальних енергетичних і ресурсних витрат формування високих урожаїв лікарської сировини в спеціалізованих господарствах півдня України, і це дозволило зробити такі висновки:

1. Вивчення морфолого-анатомічних ознак органів Salvia officinalis L. культивованої в умовах півдня України, дозволили провести детальний аналіз секреторних структур, що мають діагностичне значення, накопичують і виділяють біологічно активні речовини. Відмічене збільшення функціональної активності залозистих трихом у період бутонізації і цвітіння. Найбільший розвиток ендогенних секретовмісних клітин і накопичення метаболітів зафіксовано в коренях четвертого року вегетації.

2. Максимальне виживання рослин шавлії лікарської спостерігається за підзимового строку сівби з міжряддями 70 см, глибині оранки на 20-22 та 28-30 см на фоні внесення 40 т/га гною – 91,4%. Характерним є те, що при внесенні гною і мінеральних добрив цей показник зменшується не так інтенсивно. Найбільшою мірою тривалість періодів росту й розвитку шавлії лікарської першого року вегетації змінюється при внесенні гною 40 т/га + N₆₀P₆₀. За підзимнього строку сівби шавлії лікарської тривалість періоду «сівба-сходи» становила 12-19 днів.

3. Максимальної висоти рослини шавлії лікарської (68,4-69,8 см) досягають на третьому-четвертому роках вегетації. Максимальне збільшення висоти рослин, а також довжини й ширини листків шавлії лікарської в усі роки життя спостерігається за глибокої оранки, сумісного внесення гною 40 т/та з мінеральними добривами, ранньовесняного строку сівби з міжряддями 70 см.

4. Облистяність рослин і площа листкової поверхні суттєво змінюються під впливом прийомів вирощування за фазами і роками вегетації. Найбільший вплив добрив на кількість листків шавлії лікарської виявляється у фазу цвітіння, коли різниця між рослинами з неудобрених ділянок і з внесенням гною й азотно-фосфорних добрив досягала до 317-450 шт. на рослину. Поглиблення оранки та збільшення ширини міжрядь несуттєво впливає на кількість листків на одній рослині, незважаючи на тенденцію до збільшення цього показника при збільшенні глибини основного обробітку ґрунту за широкорядкового способу сівби.
   Найбільшу площу листкової поверхні (39,7 і 35,3 тис. м²/га) формували рослини шавлії лікарської третього і четвертого років життя. Темпи приросту її суттєво змінюються за фазами вегетації з максимальною інтенсивністю у перші 20 днів росту й розвитку.

5. Габітус рослин шавлії лікарської змінюється за роками вегетації та під впливом прийомів вирощування. Діаметр куща з кожним роком вегетації постійно збільшується, вплив добрив на цей показник є максимальним, а глибина оранки та строки сівби мають несуттєву дію. Глибина проникнення у ґрунт і маса коренів з кожним роком вегетації постійно збільшуються. На другому році вегетації маса коренів, порівняно з першим роком вегетації, збільшилася лише на 7,0%, тоді як на четвертому році – на 41,2, п'ятому – на 70,6%, а шостому – у два рази. У перший рік вегетації корені розташовуються переважно в шарі 0-20, на другому році – в шарі ґрунту 0-45 см. На частку суцвіття в урожаї надземної маси припадає від 7,1 до 11,1%.

6. Встановлено, що в середньому за трирічний період життя шавлія лікарська в неполивних умовах півдня України на формування 1 ц зеленої маси витрачає азоту 3,79, фосфору – 0,55, калію – 4,56 кг, а при зрошенні, відповідно, 3,8, 0,78 та 6,60 кг.

7. Найвищі запаси ґрунтової вологи в посівах шавлії лікарської (54,0-140,0 мм) визначено за ранньовесняного строку сівби. За підзимового строку сівби відмічено найбільшу диференціацію показників запасів вологи в межах 9,2-32,0 мм, проти 5,6-16,5 – за весняного строку.

8. При вирощуванні шавлії лікарської в умовах півдня України існує необхідність у проведенні 2-4 вегетаційних поливів зрошувальною нормою 800-1600 м³/га. Дослідженнями встановлено, що при плануванні режиму зрошення необхідно виходити з показників поточних вологозапасів ґрунту.

9. Максимально рослини шавлії лікарської споживають воду за вегетаційний період третього та четвертого років життя. Питома вага зрошення в загальній величині сумарного водоспоживання коливається залежно від варіантів досліду та гідротермічних умов у межах 7,8-39,8%. Частка ґрунтової вологи є найстабільнішим елементом водоспоживання. Найбільший коефіцієнт водоспоживання (64,3-91,5 м³/ц) мали рослини шавлії на ділянках без внесення добрив. Внесення їх зменшувало цей показник на 14,2-37,1 м³/ц.

10. Щільність складення орного шару ґрунту на першому році вегетації шавлії лікарської більш повільно зростає при глибині оранки на 28-30 см, внесенні гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀, міжрядді 70 см. Цей показник з кожним роком вегетації культури збільшується на всіх фонах живлення і строках сівби та досягає максимуму на шостому році життя. Шпаруватість 0-30 см шару ґрунту, незалежно від факторів, які вивчались у досліді, при міжрядді 70 см була дещо меншою, порівняно з міжряддям 45 см. Мінімальним цей показник був за підзимового строку сівби. Збільшення глибин оранки з 20-22 до 28-30 см призводило до збільшення шпаруватості ґрунту. Максимальне наростання цього показника виявилося при комплексному внесенні гною та мінеральних добрив. Водопроникність ґрунту при вирощуванні шавлії лікарської поступово зменшується з роками вегетації культури.

11. Максимальна врожайність зеленої маси шавлії лікарської формується на третьому році вегетації і становить залежно від природних і технологічних умов 146,8-232,8 ц/га. У рослини першого-другого років вегетації відмічено зниження продуктивності на 18,4-27,3 і 38,7-44,9% відповідно. Збільшення глибини оранки з 20-22 до 28-30 см слабко впливає на врожай цієї культури на фоні всіх інших досліджуваних факторів. При міжрядді 70 см на всіх фонах живлення і строках сівби забезпечується одержання більш високого врожаю зеленої маси, порівняно з міжряддям 45 см, на 16,1-17,1%. Дослідженнями встановлено, що шавлія на всіх фонах живлення формує максимальний урожай зеленої маси за ранньовесняного строку сівби. За підзимнього та весняного строків сівби врожайність зменшується, відповідно, на 4,7-5,2 та 8,3-8,7%. Найбільш суттєвим фактором впливу на врожай цієї культури є добрива. Ступінь їх впливу на цей показник є найбільш високим у перший рік вегетації, а в подальші роки – приріст врожаю від внесення гною та мінеральних добрив вирівнювався і коливався у межах від 19,8-25,6 до 46,5-50,7% залежно від факторів, які вивчали.

12. Починаючи з першого й до третього року життя, максимальну врожайність сухої речовини (30,6-33,4 ц/га) рослини шавлії лікарської формують за умов поглибленої оранки 28-30 см, ранньовесняного строку сівби, ширини міжряддя 70 см і внесення гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀. При внесенні N₆₀Р₆₀, порівняно з неудобреним контролем, урожайність шавлії лікарської збільшилася на 19,2%, гною 40 т/га та гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀, відповідно, на 29,5 і 45,3%. На четвертому і п'ятому роках вегетації цей показник, порівняно з третім роком життя, знижується на фоні глибини оранки 28-30 см у неудобреному контролі на 21,6-23,1%, удобреному гноєм 40 т/га + N₆₀P₆₀ – на 20,6-25,7%, а при глибині оранки 20-22 см, відповідно – на 23,3-47,6%. Максимальну врожайність сухої маси (в межах 19,7-22,0 ц/га) забезпечили оранка на глибину 28-30 см, внесення гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀, ранньовесняний строк сівби з шириною міжряддя 70 см. Причому, на вихід сухої речовини з одного гектара площі найбільший вплив чинили добрива (48,7%), а найменший – глибина оранки (2,3%).

13. Вміст ефірної олії в біомасі шавлії лікарської змінювався під впливом факторів, що досліджувались. Добрива найбільш суттєво збільшували цей показник на першому та шостому роках вегетації рослин. Залежно від року життя шавлії лікарської внесення гною і мінеральних добрив сприяло підвищенню вмісту ефірної олії на 44,3-80,1%. Максимальний вміст ефірної олії у фітомасі формувався за ранньовесняного строку сівби, ширини міжряддя 70 см на фоні внесення гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀. Збільшення глибини оранки з 20-22 до 28-30 см практично не позначилося на вмісті олії у цієї культури.

14. Збір ефірної олії в урожаї надземної маси шавлії лікарської досягає максимальних значень на третьому році її життя у фазу відростання і повного цвітіння, а на четвертому році – у фазу бутонізації-початку цвітіння і дозрівання. Найбільша кількість загальних азоту, фосфору, калію та сухої речовини міститься у листках, а золи – у коренях шавлії лікарської. У рослин зрілого віку в фазу бутонізації збільшується вміст жиру та клітковини. Наявність хінонів (реулен) у кореневих залишках рослин шавлії лікарської забезпечує зниження порогу шкодочинності захворювань кореневих систем сільськогосподарських культур, що будуть вирощуватись у сівозміні.

15. Проведені дослідження дозволили визначити оптимальні й обмежуючі умови інтенсивності СО₂-газообміну шавлії лікарської, що дозволило знайти температурні параметри фотосинтезу для культури: 26-28С при вологості повітря 50-70%. На основі виявлених статистичних закономірностей побудовані динамічні моделі формування біомаси рослини залежно від внесення гною та мінеральних добрив і факторів зовнішнього середовища. За допомогою статистичного аналізу встановлені різні ступені зв’язків між складовими продуктивності рослин шавлії лікарської та метеорологічними показниками у роки вегетації культури.

16. Основні економічні показники при вирощуванні шавлії лікарської в умовах зрошення на півдні України найбільш сприятливими виявлені на фоні оранки на 28-30 см, внесення гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀, ранньовесняного строку сівби й міжрядді 70 см. На четвертому році життя шавлії лікарської чистий прибуток, порівняно з третім роком, зменшився на 20,6%, рентабельність на 21,5%, а на шостому році, відповідно, на 57,0 і 59,1% . У середньому за шість років вегетації культури найбільші виробничі витрати зафіксовані при вирощуванні її на фоні внесення гною 40 т/га і N₆₀P₆₀, оранки на глибину 28-30 см, ранньовесняного строку сівби й міжрядді 70 см. Проте ці агротехнічні прийоми забезпечили одержання максимального прибутку – 17853,38 грн./га, чистого
    прибутку – 16289,08 грн./га і найвищого рівня рентабельності – 1037%.

17. Прихід енергії з урожаєм шавлії лікарської в усі роки її життя був максимальним на фоні оранки на 28-30 см, внесенні гною та мінеральних добрив, ранньовесняного строку сівби з міжряддями 70 см. Приріст енергії на першому році життя шавлії лікарської був негативним. У наступні роки він був позитивним і досягнув максимуму практично однаковою мірою при глибині оранки на 28-30 і 20-22 см, на фоні ранньовесняного строку сівби з міжряддями 70 см і внесенні гною 40 т/га + N₆₀Р₆₀. Статистичним аналізом доведено й побудовано кореляційно-регресійну модель впливу параметрів енергоємності та величини енергетичного коефіцієнту на врожайність зеленої маси шавлії лікарської в умовах зрошення.