Формування продуктивності ячменю ярого голозерного за різного удобрення у Правобережному Лісостепу України

Abstract

чмінь голозерний є перспективною зерновою культурою, потенціал урожайності якої ще повністю не розкритий. Його можна використовувати як для харчових цілей, так і як корм для тварин. Інтерес до ячменю голозерного нині відновлюється, оскільки він невибагливий до вирощування та унікальний за своїм складом (білка, вітамінів та ін.). Його зерно не має плівки і може використовуватися в будь-якому технологічному процесі, тому що під час переробки зерна зберігаються всі корисні складові – β-глюкани, токоли, протоантоціанідіни та інші речовини, які містяться в алейроновому та субалейроновому шарах зернівки. Перевага голозерних сортів у харчовому використанні обумовлена оптимальним хімічним складом зерна, вищим вмістом білка, мікроелементів і вітамінів. Оптимізація системи удобрення рослин забезпечуватиме максимальну реалізацію генетичного потенціалу нових сортів ячменю. Саме ці питання і визначили напрямок наших досліджень. У дисертації наведено результати вивчення поживного режиму ґрунту, формування показників росту та розвитку рослин (динаміка висоти рослин, тривалість фаз розвитку, польова схожість і виживання рослин, показники фотосинтезувальної системи, структура врожаю), врожайність і якість зерна, вміст основних елементів живлення в зерні та соломі, господарське та відносне їх винесення, баланс та його інтенсивність, результати агрохімічного, енергетичного, економічного та комплексного оцінювання застосування добрив під ячмінь ярий голозерний. 3 Уперше для умов нестійкого зволоження Правобережного Лісостепу України обґрунтовані продуційні зміни у рослинах ячменю голозерного за різних доз і комбінації добрив, розроблено систему його удобрення, яка передбачає внесення фосфорних і калійних добрив під зяблевий обробіток ґрунту, а азотних – під передпосівну культивацію. Проведені дослідження дозволили оцінити вплив різних систем удобрення ячменю голозерного після кукурудзи у сівозміні короткої ротації на показники поживного режиму ґрунту, врожайність і якість зерна, баланс елементів живлення в ґрунті. Вони є основою для розроблення системи його удобрення на чорноземі опідзоленому Правобережного Лісостепу, що дозволяє підвищити і стабілізувати врожайність на рівні 3,55 т/га високоякісного зерна, а її приросту від удобрення 1,86–0,90 т/га з отриманням прибутку 7,2 тис. грн/га. Найбільший вміст потенційно доступного азоту в ґрунті зафіксовано на початку вегетації ячменю голозерного. При цьому різниця є і за роками проведення досліджень. Так, у 2023 році на ділянках без добрив вміст азоту мінеральних сполук порівняно з 2021 роком вищий на 2,2 мг/кг або на 31 %. Різниця при цьому у варіанті досліду з внесенням повного мінерального добрива в дозі N70P60K70 також була 4,4 мг/кг або 11 %. У період достигання зерна ячменю ярого голозерного у 2021 р. випало 57,3 мм опадів, у 2022 р. – 27,1, а в 2023 р. – 61,4 мм, що впливало на вміст азоту мінеральних сполук у ґрунті. На стадії повної стиглості зерна азотна частка в складі повного мінерального добрива (N70P60K70) сприяє підвищенню висоти рослин залежно від погодних умов року проведення досліджень на 11–40 %, тоді як фосфорна і калійна не впливає. При цьому необхідно зазначити, що зниження в складі повного мінерального добрива частки фосфору, калію або обох цих елементів живлення достовірно не знижує висоту рослин ячменю ярого голозерного. Встановлено, що застосування добрив достовірно підвищує виживання 4 рослин ячменю ярого голозерного. Так, у середньому за три роки цей показник становить 83,8 % за вирощування на неудобрених ділянках. Застосування лише фосфорних і калійних добрив підвищує виживання рослин на 1 % (85,0 %). Азотна складова досліджених систем удобрення забезпечує виживання рослин на рівні 91,4–91,7 %, що більше на 9 % порівняно з контролем. Застосування азотної складової окремо та сумісно з фосфорними або калійними добривами значно підвищує площу листкової поверхні. При цьому її рівень змінюється залежно від погодних умов вегетаційного періоду. Так, в умовах більшої кількості опадів площа листків зростає від 26,5 до 45,1–80,6 тис. м 2 /га залежно від удобрення. У 2023 р. цей показник збільшується відповідно від 11,6 до 20,3–26,6 тис. м 2 /га. У результаті проведених досліджень встановлено, що складові структури урожаю ячменю ярого голозерного піддаються впливу погодних умов і застосуванню добрив. На виживання рослин найбільше впливає застосування добрив. Формування продуктивних стебел змінюється залежно від кількості опадів у період березень–квітень, а також від строку сівби. Формування маси зерна в одному колосі – від густоти продуктивних стебел і погодних умов упродовж вегетаційного періоду. При цьому рівень реалізації складових структури урожаю визначається системою удобрення. У середньому за три роки проведення досліджень поліпшення умов мінерального живлення ячменю голозерного сприяло достовірному підвищенню врожайності зерна – на 14–23 % (за виключенням ділянок з внесенням P60K70). Із видів мінеральних добрив найбільший вплив на формування врожаю мають азотні, які на тлі P60K70 у дозі N70 забезпечують 19 % його приросту. Зменшення дози добрив у двічі (до N35P30K35) істотно не знижує врожай ячменю ярого. Урожайність на ділянках досліду з неповним поверненням із мінеральними добривами фосфору і калію, винесеного з урожаєм майже не відрізняється від ділянок з повним мінеральним добривом. Необхідно також зазначити, що врожайність зерна ячменю голозерного значно змінюється 5 залежно від погодних умов у роки проведення досліджень. Так, у 2021 р. застосування N35 забезпечує врожайність зерна 3,35 т/га проти 3,28 т/га у варіанті без добрив, проте це підвищення недостовірне. Вилягання рослин ячменю голозерного зменшує її до 2,86–3,17 т/га залежно від системи удобрення або на 5–13 %. Встановлено, що рослини ячменю голозерного мають різну стійкість до вилягання залежно від систем удобрення в умовах 2021 р. Так, найвища вона у варіанті досліду без добрив і на фосфорно-калійному тлі становить 5– 7 бала. У решти варіантів досліду цей показник нижчий – 3 бала, що вплинуло на формування врожаю ячменю голозерного. У середньому за три роки проведення досліджень на ділянках без добрив вміст білка становить 15,5 % і підвищується в інших варіантах досліду залежно від доз, видів мінеральних добрив і їх поєднань на 1–10 %. При цьому застосування лише азотних добрив у дозі 35–70 кг/га д. р. сприяє підвищенню вмісту білка в зерні на 7–8 %. Внесення ж 70 кг/га азоту добрив на тлі P60K70 значно ефективніше і підвищує вміст білка на 10 %. З основних елементів живлення у складі повного мінерального добрива (N70P60K70) найбільше сприяє підвищенню вмісту білка азотна складова (на 8 %), потім фосфорна і калійна – по 2 %. Зі зменшенням дози мінеральних добрив удвічі (варіант N35P30K35) вміст білка формується меншим на 0,4 абс. %. Зі зменшенням у складі повного мінерального добрива (N70P60K70) вдвічі дози внесення фосфору, калію або обох цих елементів живлення спостерігається лише тенденція до зменшення вмісту білка на 0,1–0,3 абс. %. У результаті проведених досліджень встановлено, що вміст загального азоту в зерні ячменю ярого голозерного становить 2,72–2,98 %, вміст фосфору – 0,91–1,01, вміст калію – 0,62–0,71 % на суху речовину залежно від системи удобрення. У соломі вміст калію найвищий, а вміст фосфору та азоту – найнижчий. Найбільші показники винесення фосфору та калію забезпечували системи удобрення з більшою часткою фосфорних і калійних добрив. На 6 господарське винесення азоту найбільше впливало застосування азотних добрив. Встановлено, що в середньому за три роки досліджень господарське винесення азоту на ділянках без добрив становить 79,4 кг/га, фосфору – 32,8 кг/га, калію – 58,3 кг/га. Застосування повного мінерального добрива (N70P60K70) збільшує його відповідно до 131,3 кг/га, 54,5 і 102,2 кг/га. Відносне винесення азоту зростає від 18,7 до 22,0–24,0 кг/т зерна та відповідну кількість соломи або на 18–28 % у варіантах, які містять азотну складову. Застосування фосфорно-калійної системи удобрення забезпечує цей показник на рівні 19,4 кг/т або більшим на 4 %. Застосування мінеральних добрив збільшує відносне винесення фосфору від 7,7 до 8,5– 10,1 кг/т або на 10–31 %, а калію – від 13,7 до 15,0–18,9 кг/т зерна та відповідну кількість соломи ячменю ярого голозерного, або на 9–38 %. Розрахунки свідчать, що найвищий коефіцієнт засвоєння азоту становить за внесення N35 – 76,3 %, а збільшення дози азотних добрив до 70 кг/га д. р. знижує його до 51,9 %. Застосування фосфорних і калійних добрив сприяє підвищенню цього показника до 55,7–67,1 %, крім варіанту N70P30K35. Найнижчий коефіцієнт засвоєння фосфору з добрив отримано за фосфорно-калійної та азотно-фосфорної системи удобрення – 10,8–11,2 %. Найвище засвоєння фосфору з добрив отримано на ділянках, де застосовували 30 кг/га д. р. фосфорних добрив – 35,7–37,0 %. Застосування 60 кг/га д. р. фосфорних добрив у складі повного мінерального добрива забезпечує 20,7–25,0 % засвоєння фосфору з добрив. Найвищий коефіцієнт засвоєння калію з добрив за внесення N70 у складі повного мінерального добрива за дози калійних добрив 35 кг/га д. р. – 65,7–70,3 %. Найменше ячменем ярим голозерним засвоюється калію за фосфорно-калійної системи удобрення – 18,9 %. Баланс елементів живлення за умови видалення соломи із поля був від’ємним для азоту та калію і майже на всіх варіантах для фосфору. За умови залишення соломи на полі баланс азоту був також від’ємним 7 незалежно від системи удобрення. Баланс фосфору та калію додатній при застосуванні систем удобрення, які містять фосфорні та калійні добрива, крім варіанту N70P30K70 для фосфору. Ділянки без добрив та азотні системи удобрення забезпечують від’ємний баланс азоту, фосфору та калію. За індексом комплексного оцінювання найкраща система удобрення з внесенням N35P30K35. Дещо їй поступається система удобрення з внесенням N70K70 і N70P30K35. У цих варіантах досліду не лише з економічного та енергетичного погляду покриваються витрати, але й відновлюється або й підвищується родючість ґрунту. В умовах Правобережного Лісостепу України на чорноземі опідзоленому для отримання високого врожаю та якості зерна ячменю ярого голозерного з урахуванням агрохімічної та енергетичної ефективності і перспектив відновлення родючості ґрунту рекомендується застосовувати N35P30K35 за умови вирощування після кукурудзи у чотирипільній сівозміні.