Оптимізація системи удобрення сочевиці на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу України

Abstract

Метою дослідження була оптимізація системи живлення сочевиці встановленням оптимальних доз мінеральних добрив у поєднанні з передпосівною інокуляцією насіння азотфіксувальними бактеріями, застосування сірки і молібдену для отримання високого і якісного врожаю на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу. Для досягнення цієї мети вирішувалися такі завдання: визначити зміни поживного поживного режиму чорнозему опідзоленого під впливом удобрення; визначити вплив інокуляції та різних доз удобрювальних продуктів на функціонування бобово-ризобіального апарату сочевиці; виявити вплив удобрення та інокуляції на формування врожайності та якісні показники насіння сочевиці; встановити залежність динаміки вмісту та винесення основних елементів живлення сочевицею від системи удобрення; провести агрохімічне, енергетичне та економічне оцінювання ефективності різних доз добрив та використання бактеріального препарату на посівах сочевиці. Об’єкт досліджень – вплив різних удобрювальних продуктів на зміну кількості та якості врожаю сочевиці, поживного режиму ґрунту та балансу елементів живлення в ньому. Предмет дослідження – оптимізація системи удобрення сочевиці на чорноземі опідзоленому в умовах Правобережного Лісостеп застосуванням різних видів і доз мінеральних добрив у поєднанні з бактеріальним препаратом. Уперше для умов Правобережного Лісостепу України розроблено систему удобрення сочевиці, яка передбачає внесення стартових доз азотних добрив на фосфорно-калійному тлі, поліпшення сірчаного і молібденового живлення рослин і передпосівної інокуляції насіння. Удосконалено систему удобрення сочевиці уточненням форм і доз мінеральних добрив та їх поєднання з обробленням насіння бактеріальним препаратом. Дістало подальшого розвитку обґрунтування можливості зниження дози азотних добрив за проведення передпосівної інокуляції насіння сочевиці бактеріальним препаратом, внесення сірки і молібдену. Практичне значення отриманих результатів полягає у розробленні науково обґрунтованої системи удобрення сочевиці, що дасть можливість отримувати високі та якісні врожаї за мінімальних економічних і енергетичних витрат. Проведені дослідження дозволили оцінити вплив різних удобрювальних продуктів на показники поживного режиму ґрунту, врожайність і якість сочевиці, баланс елементів живлення в ґрунті. Вони є основою для розроблення системи удобрення сочевиці на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу, що забезпечить приріст урожайності 0,86–0,90 т/га з отриманням прибутку від удобрення та інокуляції 11,0–13,6 тис. грн/га. Основні результати дослідження впроваджено в ПСП «ЕЛІТ» с. Нерубайки Голованівського району Кіровоградської області на площі 50 га (акт від 01.03.2023 р.), також впроваджено в навчальний процес Навчально-наукового інституту інноватики, природокористування та інфраструктури Західноукраїнського національного університету (акт від 27.12.2022 р.) і ВСП Заліщицького фахового коледжу імені Є. Храпливового НУБіП України (акт від 29.12.2022 р.). Встановлено вплив різного удобрення на динаміку вмісту азоту мінеральних сполук у ґрунті впродовж вегетації сочевиці. Так, у фазу гілкування і цвітіння у кореневмісному шарі ґрунту (0–20 см) цей показник у варіанті досліду N60P30K60 становив відповідно 30,9 і 23,4 мг/кг, що відповідно на 7,6 і 2,8 мг/кг більше порівняно з контролем. У фазу утворення бобів у варіанті досліду фон + N30S34 + Mo вміст азоту мінеральних сполук у ґрунті був на 7 % більшим, ніж у контролі. У фазу повної стиглості насіння переваги за цим показником зберігалися лише у варіанті з внесенням високої дози азотного добрива (фон + N60 + Mo), що на 25 % більше від контролю. Показано, що внесення фосфорних і калійних добрив позитивно впливає на поживний режим ґрунту. Найбільше це проявляється на початку вегетації сочевиці. В кінці вегетації різниця між показниками вмісту рухомих сполук фосфору і калію незначна, що пояснюється низькими дозами внесення добрив. Дослідженнями підтверджено інтенсивне використання рослинами сочевиці сірки. Так, упродовж вегетаційного періоду вміст її рухомих сполук у ґрунті зменшувався і у фазу повної стиглості варіював від 6,0 до 4,0 мг/кг залежно від шару ґрунту, що на 2,8–4,5 мг/кг менше, ніж у фазу сходів. Встановлено залежність зміни показників площі листової поверхні та чистої продуктивності фотосинтезу сочевиці залежно від доз азотних добрив та інокуляції. Так, з поліпшенням азотного живлення (варіант фон + N60 + Mo) площа листкової поверхні у фазу гілкування збільшувалася на 6,6 тис. м2/га (за показника на контролі 14,3 тис. м2/га), залежно від інокуляції – на 5,4, від удобрення з інокуляцією – на 10,5 тис. м2/га; у фазу цвітіння – відповідно на 5,5; 4,1 і 9,6; утворення бобів – на 4,7; 4,7 і 7,8 тис. м2/га. Доведено, що за внесення S34 у вигляді сульфату амонію сприяє поліпшенню сірчаного живлення рослин і у поєднанні з обробкою насіння молібдатом амонію сприяє формуванню максимального показника кількості бульбочок як у варіанті без інокуляції, так із її проведенням – відповідно 20 і 26 шт/рослину, що на 11 і 17 шт. більше порівняно з абсолютним контролем. Інокуляція сприяє збільшенню їх кількості на 3–6 шт/рослину залежно від варіанту удобрення. Маса бульбочок від інокуляції збільшилася на 21 %, а за її поєднання з удобренням на 53 %. Сочевиця в умовах досліду мала незначний рівень азотфіксації. Завдяки проведення інокуляції бульбочковими бактеріями частка азоту в господарському винесенні його урожаєм збільшувалася на 9–15 % і найбільшою була у варіанті досліду фон+N30S34+Mo. Відмічено зниження даного показника за підвищення дози азотних добрив до 60 кг/га азоту. Виявлено позитивний вплив внесення мінеральних добрив у поєднанні з обробленням насіння препаратом Ризоактив Бобові на продуктивність сочевиці. Найбільша врожайність на ділянках без інокуляції забезпечував варіант досліду Фон + N60 + Mo – на рівні 2,33 т/га, а з інокуляцією – 2,53 т/га. Інокуляція сприяє збільшенню врожайності насіння на 8–14 % залежно від удобрення. Поліпшення умов мінерального живлення рослин завдяки удобренню та інокуляції сприяє підвищенню вмісту білка в насінні на 6 %. При цьому істотної зміни інших якісних його показників (жир, крохмаль, клітковина) не спостерігається. Виявлено, що динаміка вмісту основних елементів живлення в рослинах сочевиці залежно від фази росту й розвитку рослин і удобрення. У фазу повної стиглості відмічено більший вміст азоту, фосфору і сірки у насінні сочевиці, а калію, кальцію і магнію – у соломі. Вміст таких мікроелементів, як залізо, манган, мідь, бор і кобальт накопичується більше в соломі сочевиці, а цинку і молібдену – в насінні. На формування 1 т насіння рослини сочевиці використовують: азоту 33–35 кг/га, P2О5 – 10–11, K2О – 10–12 кг/га, а з відповідною кількістю соломи – відповідно 41–47 кг/га, 15–16 і 24–28 кг/га залежно від удобрення. Доведено, що інокуляція впливає на коефіцієнти використання елементів живлення з добрива. При цьому використання азоту з добрива зменшується на 13–27 %, що свідчить про симбіотичну азотфіксацію. Коефіцієнт використання фосфору і калію з добрив, навпаки, підвищується відповідно на 10 і 15–20 % залежно від варіанту удобрення. Визначено, що за вирощування сочевиці з вилученням з поля соломи складається від’ємний баланс основних елементів живлення, окрім варіанту досліду P30K40, де баланс фосфору й калію додатний. Залишення на полі соломи і внесення P30K40 забезпечує додатний балансу фосфору і калію на рівні відповідно +3–10 кг/га P2O5 і 11–19 кг/га K2O залежно від варіанту удобрення. Баланс азоту при цьому залишається від’ємним, з найменшим дефіцитом (–1…–16 кг/га) за внесення азотних добрив у дозі 60 кг/га д. р. і проведенні інокуляції насіння сочевиці. За розрахованою агрохімічною, економічною і енергетичною ефективністю найкращим є варіант досліду фон + N30S34 + Mo (без та з інокуляцією насіння), який забезпечує окупність добрив відповідно на рівні 5,7 і 8,6 кг насіння/кг д. р. добрив, прибуток – 6040 і 13630 грн/га, рівень рентабельності – 65 і 142 %, чистий енергетичний прибуток – 5953 і 11187 МДж/га, коефіцієнт енергетичної ефективності – 1,36 і 2,55 та найнижчу енергетичну собівартість – 7656 і 5092 МДж/т насіння.