Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ІНСТИТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА
УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК
ШУВАР ІВАН АНТОНОВИЧ
УДК 631.452 : 631.582 (292.485)
НАУКОВІ ОСНОВИ ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ СІВОЗМІН ТА РОДЮЧОСТІ ҐРУНТУ В ТРАДИЦІЙНОМУ І БІОЛОГІЧНОМУ ЗЕМЛЕРОБСТВІ ЗАХІДНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ
06.01.01 - загальне землеробство
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора сільськогосподарських наук
Київ - 2005
Дисертацією є рукопис
Робота виконана у Львівському державному аграрному університеті протягом 1989-1998 рр.
Науковий консультант: доктор сільськогосподарських наук, професор,
заслужений діяч науки і техніки України
Бегей Семен Васильович,
Львівський державний аграрний університет
Міністерства аграрної політики України
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор
Дегодюк Едуард Григорович, головний науковий
співробітник відділу агрохімії і фізіології рослин
Інституту землеробства УААН
доктор сільськогосподарських наук, професор
Смаглій Олексій Феодосійович, завідувач кафедри
агроекології Державного агроекологічного університету
Міністерства аграрної політики України
доктор сільськогосподарських наук, професор Борона
Володимир Пантелейович, завідувач
лабораторії гербології Інституту кормів УААН
Провідна установа: Уманський державний аграрний університет Міністерства
аграрної політики України, кафедра загального
землеробства, м. Умань
Захист відбудеться 22 лютого 2005 року о 10 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту землеробства УААН за адресою: 08162, смт. Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН
Автореферат розісланий 21 січня 2005 року
Вчений секретар
Спеціалізованої вченої ради Л. О. Кравченко
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Збільшення виробництва сільськогосподарської продукції впродовж останніх десятиріч досягнено за рахунок інтенсифікації агротехнологій. За даними обліку на 01.1.1995 р. внаслідок порушення нормативної бази використання землі під ріллею в Україні перебуває 57,5 % загальної площі, або 79,5 % площі сільськогосподарських угідь (Созінов О. О. та ін., 1998; Сайко В. Ф., 2000).
Надмірне інтенсивне та не завжди науково обґрунтоване використання землі зумовило низку проблем, пов’язаних з деградацією ґрунтового покриву, забруднення навколишнього середовища, зниження якості продукції, що призводить до погіршення здоров’я населення.
Серед важливих завдань сучасної сільськогосподарської науки є науково обґрунтоване ведення землеробства, підвищення рентабельності і стійкості агрофітоценозів, отримання сталих врожаїв та продукції високої якості. Розв’язати його можна на основі удосконалення та освоєння сучасних зональних адаптивних систем землеробства, важливим елементом яких є сівозміни, створення принципово нових біотехнологій вирощування рослин із урахуванням особливостей їх взаємодії та післядії. Цей напрям набирає особливої ваги у зв’язку з тенденцією до скорочення в найближчі роки площі орних земель та підвищення продуктивності існуючих агроценозів.
Актуальність теми. Аналіз результатів досліджень та виробничої діяльності господарств західного Лісостепу України показав, що вони не завжди дотримуються основних екологічних вимог до систем землеробства, які, з одного боку, забезпечують одержання стабільно високих врожаїв, а з іншого –гарантують потрібну якість рослинницької продукції та охорону навколишнього природного середовища.
У зв’язку з дороговизною ресурсів, посиленням вимог щодо якості сільськогосподарської продукції набуває розвитку альтернативне біологічне землеробство, тому необхідно знаходити оптимальні варіанти з виходом на базові моделі, які гарантують енергозбереження, відтворення родючості ґрунту та охорону довкілля (Г. Кант, 1988, Е. Г. Дегодюк та ін., 1992; Ю. В. Манівчук, 1996; В. І. Кисіль, 2000 та ін.).
У традиційному землеробстві відомі наукові дослідження щодо підвищення продуктивності культур, сівозмін, поліпшення родючості грунту розроблено наукові рекомендації, проте залишається недостатньо вивчене питання системного підходу до агротехнологій, пов’язаних з комплексом робіт по обробітку грунту, удобренню і захисту рослин.
Перебудовчі процеси в Україні та перехід до ринкових відносин вимагають агроекологічного та біоенергетичного обґрунтування можливостей отримання сільськогосподарської продукції у сіяних агроекосистемах та визначення шляхів енерго- і ресурсозбереження без зниження їх продуктивності.
Проблема біологізації сільськогосподарського виробництва у зоні Західного Лісостепу вимагають нового підходу до вивчення структури посівних площ, насичення сівозмін багаторічними травами, зернобобовими культурами та проміжними посівами у поєднанні з внесенням достатньої кількості органічних та оптимально-мінімальних доз мінеральних добрив.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана згідно з тематичними планами досліджень Львівського ДАУ у відповідності до державних НТП УААН на 1991-1995 рр. „Продовольство-95” завдання „Розробити екологічно чисті заощаджуючі технології вирощування сільськогосподарських культур та відтворення родючості ґрунту” (номер державної реєстрації 0195U20223) та НТП УААН „Землеробство” на 1996-2000 рр., завдання 0.51.01.02 –„Розробити з урахуванням спеціалізації виробництва і різних форм власності на землю системи сівозмін, що забезпечать високу продуктивність культур і відтворення родючості грунтів у зонах Полісся і Лісостепу” (номер державної реєстрації 0196 U 018388).
Мета і задачі дослідження. Мета досліджень полягала у розробленні наукових основ біологізації землеробства для умов достатнього зволоження західного Лісостепу України, яка забезпечувала б високу продуктивність сівозміни (60-70 ц/га к. од.) і якість продукції, відтворення родючості темно-сірого опідзоленого грунту.
Для досягнення цієї мети поставлено такі завдання:
- дослідити вплив способів і глибини обробітку грунту під культурами у польовій сівозміні біологічного землеробства на зміну агрофізичних властивостей і водного балансу грунту;
- встановити вплив чинників біологізації землеробства на потенційну й актуальну забур’яненість посівів у полях сівозміни;
- виявити залежність мікробіологічної активності грунту та фітосанітарного стану сівозміни від чинників біологізації землеробства;
- вивчити закономірності зміни вмісту органічної речовини та фізико-хімічних властивостей грунту; вмісту і балансу елементів живлення рослин та гумусу у грунті, на основі чого розробити модель його родючості за умов біологізації землеробства;
- розробити науково обгрунтовані способи поліпшення якості вирощеної продукції за рахунок використання чинників біологізації землеробства;
- провести енергетичну та економічну оцінку сівозміни та визначити шляхи оптимізації біологічного землеробства.
Об’єкт дослідження: агроекологічні і біологічні чинники; онтогенетичні процеси формування і реалізації потенціалу продуктивності окремих культур та сівозміни в цілому; родючості грунту і якісних показників продукції залежно від агротехнологій.
Предмет дослідження: грунт як середовище для виробництва екологічно чистої продукції у польовій сівозміні біологічного землеробства сорти і гібриди культур, технології вирощування їх в основних та проміжних посівах.
Методи дослідження. 1) польовий –вивчення взаємодії об’єкта досліджень з біотичними і абіотичними чинниками; 2) лабораторні: а) хімічні –визначення хімічного складу ґрунту, рослин, зерна, бульб картоплі; б) морфофізіологічний –визначення біометричних параметрів рослин, розвитку конуса наростання за етапами органогенезу; в) мікробіологічні –оцінка мікробіоти ґрунту і взаємодії мікроорганізмів; 3) математичні –дисперсійний, регресійний, кореляційний аналізи, визначення вірогідностей, кластерний –для оцінки взаємодії досліджуваних показників; 4) статистичні; 5) розрахунковий –для оцінки економічної і енергетичної ефективності технологій вирощування культур.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні оптимальних параметрів і нормативних показників агрофізичних, фітосанітарних і біотичних властивостей темно-сірого опідзоленого грунту західного Лісостепу України стосовно традиційного і “біологічного” ведення землеробства з розробкою комп’ютерної програми управління родючістю грунту і продуктивністю сівозміни.
Вперше для західного Лісостепу України визначено видовий склад бур’янів та поширення в орному шарі дощових черв’яків, як одного з показників біологічної активності грунту за комплексного використання різноглибинного обробітку грунту за традиційного і “біологічного” ведення землеробства та встановлено підвищення окупності одиниці мінеральних добрив за умов максимального залучення в біологічний кругообіг біогенних елементів вторинної продукції рослинництва.
Практичне значення одержаних результатів. На основі результатів багаторічних досліджень на темно-сірому опідзоленому ґрунті західного Лісостепу України встановлено можливість застосування оптимально-мінімальних доз мінеральних добрив та перспективи насичення польової сівозміни культурами проміжного вирощування на сидерат, використанням подрібненої соломи зернових культур на добриво, диференційованим обробітком ґрунту і інтегрованим захистом посівів досягти поліпшення родючості ґрунту, продуктивності 1 га сівозмінної площі в межах 60- 65 ц кормових одиниць та збереження екологічної рівноваги в агроекосистемі.
Результати досліджень щодо оцінки продуктивності сівозміни і родючості грунту за умов біологізації землеробства, наукові положення, висновки і пропозиції увійшли до різних наукових рекомендацій, стали важливою складовою розробки комп’ютерної програми “Автоматизоване робоче місце агронома (АРМ ”Агронома”), впроваджуються на полях господарств різних форм власності на землю у підзоні західного Лісостепу України і є перспективними для всієї України та для підготовки фахівців у аграрних навчальних закладах освіти ІІІ-IV рівнів акредитації.
Наукові розробки автора знайшли практичне втілення у господарствах державної, колективної та приватної форм власності на землю Волинської, Івано-Франківської та Львівської областей загальною площею 16650 га.
Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням автора. Здобувач безпосередньо брав участь в обґрунтуванні проблеми, розробленні схеми, визначенні мети та задач досліджень, методології їх проведення, узагальненні отриманих даних і їх математичної обробки, формулюванні наукових висновків роботи, а також пропаганді та впровадженні результатів досліджень у виробництво. В дисертаційній роботі автором використано із спільних наукових праць особисті ідеї і розробки.
Апробація результатів дисертації. Результати науково-дослідної роботи за темою дисертації доповідались щорічно (1990-2003 рр.) на звітних конференціях професорсько-викладацького складу та аспірантів Львівського ДАУ, обговорювались на семінарах, нарадах різного рівня, пропагувались у засобах масової інформації, використані у науковій і навчальній літературі, численних лекціях на курсах підвищення кваліфікації керівників та фахівців агропромислового комплексу.
Основні положення дисертації оприлюднені та обговорені на: міжнародних конференціях „Актуальні напрямки наукового забезпечення агропромислового комплексу західних районів УРСР” (Львів, 1990), „Екологічні проблеми землеробства” (Кам’янець-Подільский, 1990), „Фермерство: вчора, сьогодні, завтра” (Львів, 1991, 1993), „Екологічні проблеми аграрного виробництва (Дніпропетровськ, 1992), „Актуальні економічні і соціальні проблеми західної України” (Львів, 1992), „Проблеми українського села та заходи їх вирішення” (Стрий, 1992), „Еколого-ландшафтне районування, розвиток адаптивного рослинництва і виробництва екологічно чистої продукції” (Дніпропетровськ, 1992), „Сучасні методи досліджень в агрономії” (Умань, 1993), „Системи і способи обробітку ґрунту в сівозміні і під окремі польові культури” (Полтава, 1994), „Проблеми кооперації в сільському господарстві” (Львів, 1995), „Україна в світових земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах” (Вінниця, 1995), „Сучасні проблеми реалізації земельної реформи в Україні” (Львів, 1995), „Селекція і технологія вирощування польових культур” (Кам’янець-Подільський, 1995), „Проблеми агропромислового комплексу України: стан і перспективи” (Львів, 1996), „Проблеми реформування земельних відносин в умовах західного регіону України” (Львів, 1997), „Екологія і економіка” (Львів, 1997), присвяченій пам’яті Є. Храпливого „Теорія і практика розвитку агропромислового комплексу” (Львів, 1999), „Інформаційні ресурси та їх використання в агропромисловому виробництві України” (Київ, 1999), „Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів” (Київ, 2000), „Регіональні проблеми розвитку агропромислового комплексу України: стан і перспективи вирішення” (Київ, 2000); „Аграрна освіта і наука на початку третього тисячоліття” (Львів, 2001), „Соціально-економічні проблеми природокористування та екології” (Миколаїв, 2001), „Еколого-економічні проблеми розвитку АПК” (Львів, 2002), „Біологічні науки і проблеми рослинництва (Умань, 2003), „Господарювання екологічними методами на основі збалансованого розвитку південно-східної Польщі (Жешів, 2003), „Динаміка наукових досліджень „2003” (Дніпропетровськ, 2003), „Наука і освіта „2004” (Дніпропетровськ, 2004), „Шляхи підвищення ефективності землеробства та родючості грунтів” (Одеса, 2004).
Публікації. Основні положення дисертаційної роботи опубліковано у 81 науковій праці, 33 з яких –у фахових виданнях ВАК України.
Обсяг та структура роботи. Дисертацію викладено українською мовою на 441 сторінці комп’ютерного набору і складається зі вступу, основної частини, яка включає 8 розділів, висновків і рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, що містить 687 найменувань, із них –латиницею та 20 додатків. Текст ілюстровано 80 таблицями, 12 рисунками.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
Узагальнюються результати багаторічних досліджень з проблеми біологізації землеробства в Україні та за її межами. Аналітичний огляд літературних джерел свідчить, що біологічне землеробство в різних його формах у світовому землеробстві займає одне з чільних місць (Г. Кант, 1982, 1988; Ф. Шагі, 1986; G. Hamilton ,1987; K. Cook, 1987; W. Neuerburg / S. Padel ,1994; B. Bednarz, J. Błażej, M. Dołomisiewicz, 2003 та ін.). Недостатньо розвинені наукова і виробнича бази вимагають детального вивчення у кожній грунтово-кліматичній зоні можливостей отримання екологічно чистої сільськогосподарської продукції та збереження екологічної рівноваги навколишнього природного середовища.
Дослідження проводили впродовж 1989-1998 рр. на дослідному полі кафедри загального землеробства Львівського державного аграрного університету та навчально-дослідного господарства „Дублянське” Жовківського району Львівської області на типовому для західного Лісостепу України темно-сірому опідзоленому легкосуглинковому ґрунті. Дослід закладено в 1989 році і він характеризується такими вихідними агрохімічними показниками: вміст гумусу за Тюріним 2,67-275%; рН KCl –,7-6,5 ; азоту, що легко гідролізується за Корнфілдом –,3-13,1; рухомого фосфору і обмінного калію за Чириковим відповідно –,2-9,3 і 2,6-4,5 мг на 100 г ґрунту.
Клімат зони західного Лісостепу України помірно-континентальний. Середня багаторічна кількість опадів становить 661 мм, а середньорічна температура повітря +7,4°С. Район проведення дослідження відноситься до зони достатнього зволоження.
Ґрунтовий покрив представлено в основному сірими, темно-сірими опідзоленими ґрунтами і чорноземами типовими опідзоленими.
Метеорологiчнi умови в роки дослідження були в цілому сприятливими для основних сільськогосподарських культур як за зволоженням, так i за температурним режимом. Посушливими виявились 1993-1995 рр., оскільки випало на 8,1-20,2 % опадів менше за середню багаторічну норму –мм. У 1989 і 1994 роки середня річна температура повітря перевищила 9 С, а у 1996 р. становила 6,4 С порівняно до середньої багаторічної норми 7,4 С. Перезволоженими були 1989 р. (785 мм), 1992р. (788 мм), 1997р. (770 мм) і 1998р. (915 мм). Найбільш наближені за зволоженням до середнього багаторічного показника 1990, 1991 і 1996 роки. Для проміжних посівів несприятливими виявилися: 1994 р –для озимого ріпаку та 1994/1995 рр. –для редьки олійної і гірчиці білої.
Розраховані коефіцієнти суттєвості (Kc) відхилень кількості атмосферних опадів від середніх багаторічних значень свідчать, що екстремальними виявилися умови у травні 1991 і 1997 рр., у червні 1998 р. і липні 1995 і 1998 рр. та у вересні 1992 р. (Кс =2). Температурні умови за роки досліджень максимально наближались до середніх багаторічних величин (Кс =0), за винятком серпня місяця 1992 року (Kc= 2).
Дослідження проводили за схемою тричинникового досліду (табл. 1). Розміщення варіантів впорядковане, повторення –триразове. Площа облікових ділянок у межах 50-286 м.
Відповідно до схеми досліду (табл. 1) за органо-мінеральної системи удобрення (господарський контроль) вносили під культури сівозміни: 1) вико–вівсяна сумішка –NPK, 2) пшениця озима –NPK, 3) картопля –т/га гною + NPK, 4) ячмінь ярий –NPK. За органічної системи удобрення (модель біологічного землеробства): 1) вико-вівсяна сумішка –NРК + післяукісно редька олійна –N (під час сівби); 2) пшениця озима –ц/га сидерату редьки олійної + NР; післяжнивно гірчиця біла –ц/га соломи + N (для загортання із соломою) + N (під час сівби); 3) картопля –т/га гною + 200 ц/га сидерату гірчиці білої + NРК; 4) ячмінь ярий –Р + післяжнивно ріпак озимий –ц/га соломи + N (для загортання із соломою) + NРК + N (весняне підживлення); 5) кукурудза на силос –т/га гною + 300 ц/га сидерату ріпаку озимого + NР.
Дози щорічного внесення добрив на 1 га сівозмінної площі в середньому становили: на господарському контролі –т/га гною + NPK, у варіанті моделі біологічного землеробства –т/га гною + NP46K.
Вивчення систем обробітку ґрунту включало 3 варіанти: 1. Традиційна оранка під усі культури: під вико-вівсяну сумішку, пшеницю озиму, ячмінь ярий на 20-22 см, картоплю –-27 см, кукурудзу на силос –-26 см, редьку олійну, гірчицю білу і ріпак озимий –-18 см. 2. Чизельне розпушування під основні і проміжні культури на таку ж глибину як у варіанті 1, 3. Один раз за ротацію сівозміни ярусна оранка на 25-27 см під картоплю, а під решту культур мілка оранка на: 18-20 см під вико-вівсяну сумішку, пшеницю озиму і ячмінь ярий, 14-16 см –редьку олійну і ріпак озимий, 12-14 см гірчицю білу, 16-18 см –кукурудзу на силос.
Захист рослин включав такі варіанти: 1. Без захисту (контроль); 2. Біологічний захист (обробка насіннєвого матеріалу): лепідоцид (1,5-3,0 кг/га) у полі пшениці озимої, бітоксибацилін (2,5 кг/га) у полі картоплі, лепідоцид (1,0-1,5 кг/га) у полі ячменю ярого; 3. Хімічний захист: діален (1,9-2,5 кг/га) у полі пшениці озимої і (1,7-2,0 кг/га) у полі ячменю ярого та тілт (0,5 кг/га) в обох полях, зенкор (1,0-1,5 кг/га) у полі картоплі; діален (1,9-2,5 кг/га) у полі кукурудзи.
Виробничі досліди з вивчення біологічної системи землеробства у польовій сівозміні проводили в господарствах західного Лісостепу України з аналогічними грунтово-кліматичними умовами.
Спостереження, обліки, біометричні виміри і аналізи проводили за загальноприйнятими методиками агрофізичних, агрохімічних і біологічних досліджень: гранулометричний і мікроагрегатний склад ґрунту –за Н.А. Качинським; структурно-агрегатний склад і водотривкість агрегатів –за М.І. Саввіновим; вологість грунту –ваговим методом (С. А. Вадюніна, З. А. Корчагіна, 1986), запаси доступної вологи –розрахунковим методом (Доспєхов Б. О., Васильєв І. П., Туліков А., М., 1977); максимальну гігроскопічність –за методом А.В. Ніколаєва; кількість кореневих решток –за методом Н. З. Станкова; потенційну забур’яненість –методом відмивання проби ґрунту, відібраної буром Калентьєва (Б. О. Доспєхов, 1985); актуальну забур’яненість –кількісно-ваговим методом; біологічну активність ґрунту –методом аплікацій за В. І. Штатновим; чисельність основних груп мікроорганізмів –за Д. Г. Звягінцевим, 1987; чисельність дощових черв’яків (Методика стаціонарного вивчення грунтів, 1977); гумус –за Тюріним в модифікації Нікітіна; рН –у сольовій витяжці за Каппеном; суму ввібраних основ –за Каппеном-Гільковіцем; азот, що легко гідролізується –за методом Корнфілда; рухомий фосфор і обмінний калій –за Чіріковим; поживну цінність врожаю –за М. М. Карпусь тв ін., 1988; якісний склад кореневих решток за загальноприйнятою методикою (Инструкция для лабораторий Государственной агрохимической службы по анализам кормов, 1978); вміст нітратів –за Почінком-Грісу.
Таблиця 1
Схема тривалого польового досліду з вивчення біологічної системи землеробства на темно-сірому опідзоленому ґрунті західного Лісостепу України (дослідне поле Львівського ДАУ)
|
Варіант досліду |
Культура сівозміни за схемою чергування: |
Середнє сівозмінне навантаження |
|
поле І |
поле ІI |
поле ІII |
поле ІV |
поле V |
|||||
|
вико-вівсяна сумішка |
редька олійна* |
пшениця озима |
гірчиця біла* |
картопля |
ячмінь ярий |
ріпак озимий* |
кукурудза на силос |
||
|
Чинник А (система удобрення) . Органо-мінеральна (господарський контроль) |
NPK |
– |
NPK |
– |
60 т/га гною + NPK |
NPK |
– |
60 т/га гною + NPK |
24 т/га гною +NPK |
|
2. Органічна –модель біологічного землеробства |
NPK |
N |
10 т/га гною + 200 ц/га сидерату редьки олійної + NP |
30 ц/га соломи + N+N |
55 т/га гною + ц/га сидерату гірчиці білої + NPK |
P |
30 ц/га соломи + N+ NPK + N |
55 т/га гною + 300 ц/га сидерату ріпаку озимого + NP |
24 т/га гною +NPK+ 14 т/га сидерату +1,2 т/га соломи |
|
Чинник Б (обробіток грунту) 1. Загальноприйнятий (контроль) 2. Чизельний . Комбінований |
–** – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
– – – |
|
Чинник В (захист рослин) . Без захисту (контроль) |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
– |
|
2. Біологічний |
– |
– |
Лепідоцид ,5–,0 кг/га |
– |
Бітоксибацилін ,5 кг/га |
Лепідоцид ,0–,5 кг/га |
– |
– |
біопрепарати ,0-1,4 кг/га |
|
3. Хімічний |
– |
– |
Діален ,9–,5 л/га; Тілт 0,5 л/га |
– |
Зенкор ,0–,5 кг/га |
Діален ,7–,0 л/га; Тілт 0,5 л/га |
– |
Діален ,9–,5 л/га |
гербіциди 1,3-1,7 л/га фунгіцид ,2 л/га |
Примітка. * –культури у проміжних посівах вирощують на сидерат; ** –глибина (см) основного обробітку ґрунту у варіантах: загальноприйнятого (контроль) –оранка плугами ПЛН-4-35, чизельного –обробіток ПЧ-2,5, комбінованого –оранка ПЯ-3-35.
Облік врожаю виконували поділянково. Розрахунок продуктивності сівозміни здійснено за виходом основної і побічної сільськогосподарської продукції на 1 га ріллі. Математичний аналіз отриманих результатів досліджень математично опрацьовано на ПЕОМ методом дисперсійного, кореляційного і регресійного аналізів для багаточинникового досліду за Б.О. Доспєховим (1985) з використанням комп’ютерної програми „Statistica 5.0”.
Економічну оцінку продуктивності польової сівозміни –за загальноприйнятою методикою –за витратами на 1 га, сумарним прибутком, собівартістю 1 ц к.о., рівнем рентабельності. Енергетичну ефективність –за (Методические рекомендации по биоэнергетической оценке севооборотов и технологий выращивания кормовых культур, Москва, 1989).
Серед важливих агрофізичних показників родючості і окультурення грунту чільне місце займає його структурний стан. Нами встановлено закономірність щодо поліпшення структурного стану темно-сірого опідзоленого грунту як за першу, так і за другу ротації сівозмін. Найбільш яскраво виражена вона за органічного фону удобрення грунту. Агрономічно цінних структурних агрегатів (7-0,25 мм) на господарському контролі найбільше отримано в середньому у варіанті комбінованого обробітку ґрунту в шарах 0-20 см –,0% і 20-40 см –,0%, що відповідно на: 0,35 % більше, ніж у варіантах чизельного і загальноприйнятого (контроль) обробітку ґрунту. Коефіцієнт структурності у варіанті загальноприйнятого обробітку (контроль) й чизельного в орному (0-20 см) і підорному (20-40 см) шарах за загальноприйнятої системи ведення землеробства у середньому був практично однаковий –,31, за комбінованого обробітку ґрунту –тенденція до збільшення – 2,34. У варіанті моделі біологічного землеробства внаслідок насичення ґрунту свіжими органічними речовинами кількість структурних агрегатів у дослідних шарах становила 69,7 і 69,3 %, що було на 1,78 і 1,39% більше, ніж на господарському контролі. Коефіцієнт структурності має аналогічну закономірність –становить в орному і підорному шарах ґрунту 2,31 і 2,27, або на 0,17 і 0,14 перевищує контрольний фон.
За органічної системи удобрення кількість неструктурних частинок менше 0,25 і більше 10 мм становила: в орному шарі –,3 %, у підорному –,7%, що на 1,77 і 1,39 % менше, ніж на господарському контролі.
За умов біологізації землеробства внаслідок використання на добриво соломи та зеленої маси сидератів кількість водотривких агрегатів на час збирання врожаю в орному (0-20 см) і підорному (20-40 см) шарах в середньому досягла 79,7 % (коефіцієнти структурності 2,59), або збільшилась порівняно до показників на час сівби культур відповідно на 9,97 і 10,3 %; на господарському контролі –відповідно 76,2 % (коефіцієнти структурності 2,36), або збільшилась на 8,46 і 8,12 %.
Найбільша кількість водотривких агрегатів на обох фонах удобрення була у варіанті комбінованого обробітку ґрунту в орному і підорному шарах: на органічному фоні –,6 %, на господарському контролі –,7%.
Середні показники щільності, отримані у сівозміні за дві ротації показали, що темно-сірий опідзолений легкосуглинковий грунт західного Лісостепу України з роками його ефективного використання має здатність до зменшення цього показника, причому за умов біологізації землеробства вона максимальна наближена до оптимуму і в середньому на 3,0-7,3% меша, ніж на господарському контролі. Найсприятливіші умови для зменшення щільності ґрунту не залежно від фону удобрення встановлено у варіанті комбінованого обробітку –,29-1,30 і 1,27-1,26 г/см. У верхніх (0-10 і 10-20 см) частинах орного шару встановлено зміни загальної шпаруватості на господарському контролі у варіантах загальноприйнятого і чизельного обробітку грунту. У них різниця показників між періодами сівби і збирання перевищує 5%, а на органічному фоні удобрення –понад 4%. За умов біологізації землеробства у варіантах обробітку ґрунту в шарі 0-30 см показники капілярної шпаруватості були близькі між собою: у варіанті загальноприйнятого обробітку (контроль) –,5 %, чизельного і комбінованого –,5%. Найвищі показники капілярної шпаруватості на господарському контролі за загальноприйнятого і чизельного обробітку ґрунту були у верхньому (0-10 см) шарі –,9-33,0%, за комбінованого обробітку ґрунту шпаруватість значно краще вирівняна в усьому профілі орного шару і вища порівняно з іншими. За органічної системи удобрення капілярні пори краще пронизують орний шар грунту в усіх варіантах обробітку, ніж на господарському контролі, особливо у варіанті комбінованого обробітку ґрунту, де вона найвища –,5-33,8%, що пов’язано з використанням вторинної продукції рослинництва.
Грунт представляє собою дисперсне пористе тіло, завдяки чому воно сорбує значну кількість рідкої і пароподібної вологи. В середньому за роки першої ротації сівозміни польова вологість орного шару грунту на обох фонах удобрення була у межах 15,9-17,1%, за роки другої –,7-17,9%. У метровому шарі грунту цей показник зріс до 20,2% за роки першої та до 21,4% за роки другої ротацій сівозміни. Достатні запаси ґрунтової вологи зменшують залежність урожаїв від кількості опадів впродовж вегетаційного періоду. Водний режим грунту впливає на інші важливі агрономічні властивості –режим живлення, повітряний і тепловий режими, а також перебіг біологічних процесів у ґрунті. У середньому за дві ротації сівозміни запаси продуктивної вологи на час сівби культур на господарському контролі за загальноприйнятого обробітку ґрунту в орному шарі становили 64,4 мм, у метровому –, за чизельного –вони збільшились відповідно на 5 і 6%, за комбінованого –на 3 і 5%; за умов біологізації землеробства, внаслідок збільшення в орному шарі кількості органічних речовин та поліпшення показників його родючості, відповідно –на контролі 65,0 і 309 мм, збільшення за чизельного обробітку на 5 і 4%, за комбінованого –на 3 і 4%.
Отже, можна констатувати, що додаткове введення в систему удобрення сидератів і вторинної продукції рослинництва та різноглибинний обробіток грунту створюють умови для збільшення кількості продуктивної вологи в орному і метровому шарах грунту до 4-5%, що відіграє роль стабілізуючого фактору за екстремальних погодних умов середовища вегетаційного періоду.
За умов біологізації землеробства (24 т/га гною + NРК–оптимально-мінімальні дози мінеральних добрив під культури в середньому на 1 га сівозмінної площі + сидерати + солома зернових культур порівняно до господарського контролю –т/га гною + NРК) можна досягти оптимальних параметрів будови орного шару застосуванням різноглибинного основного обробітку ґрунту: загальноприйнятий обробіток ґрунту (контроль) –оранка плугами ПЛН-4-35, чизельний –обробіток ПЧ-2,5, комбінований –оранка ПЯ-3-35. Найбільшої гомогенності орного шару досягається у варіанті комбінованого обробітку ґрунту за обох систем удобрення (рис. 1).
Проведеними дослідженнями впродовж двох ротацій (1989-1998 рр.) сівозміни встановлено, що системи удобрення, обробітку ґрунту і захисту рослин мають певний вплив на потенційну і актуальну забур’яненість посівів.
На початку досліджень на господарському контролі та за моделі біологічного землеробства в орному шарі грунту нараховували практично однакову кількість схожого насінин бур’янів (36,7 тис. шт./м).
На господарському контролі за хімічного захисту посівів від бур’янів в кінці другої ротації сівозміни в орному шарі налічувалось 23,9 тис. шт./м насінин; за чизельного обробітку відповідно на 9,4 тис. шт./м (7,1%) насінин бур’янів більше, де середньорічний темп зменшення –,5%. У варіанті біологічного захисту рослин цей показник займає проміжне місце між контролем та хімічним захистом. Найменшу кількість схожого насіння бур’янів встановлено на фоні комбінованого обробітку грунту та хімічного захисту посівів –,4 тис. шт./м (37,1%), за загальноприйнятого обробітку (контроль) –відповідно на 27,4%, за чизелювання –на 26,1% менше.
За моделі біологічного землеробства у варіанті комбінованого обробітку грунту і хімічного захисту посівів на кінець другої ротації сівозміни в орному шарі налічувалось 16,0 тис. шт./м насінин бур’янів, що на 29,5% менше, ніж у кінці І-ої і на 55,6% менше порівняно до початкового показника (1989 р.). За загальноприйнятого обробітку грунту (контроль) його налічувалось відповідно –,7% і 49,0%, у варіанті чизельного обробітку відповідно 24,6% і 44,3%. На контролі (без захисту посівів) та у варіанті біологічного захисту посівів від бур’янів різниця потенційної забур’яненості була відповідно на 3,1 і 2,9 тис. шт./м вищою, ніж у варіанті хімічного захисту.
У західних областях України налічується до 400 видів бур’янів, але в основному засмічують посіви 38 видів, а в окремих полях сівозміни часто переважають 10-12 видів, а іноді навіть 3-5. При цьому встановлено, що бур’яни мають високу здатність пристосування до агротехнічних умов вирощування культури, їм притаманна суттєва мінливість у часі залежно від культури, зони, агрофону та ін. (Ступаков В. П., 1968; Бабич А. О., Борона В. П., 1986 ).
На початку досліджень під час першого підрахунку кількості схожих бур’янів встановлено, що на господарському контролі за загальноприйнятого обробітку грунту (контроль) в середньому зійшло 62,2 шт./м бур’янів, за чизельного –,3 і комбінованого –,5 шт./м. На органічному фоні удобрення цей показник на контролі і у варіанті чизельного обробітку перевищував на 4,8 і 1,6% показник на господарському контролі, а за комбінованого обробітку –на 12,4% був меншим.
Встановлено, що запровадження елементів біологічного землеробства на темно-сірому опідзоленому грунті західного Лісостепу України уможливлює вагоме зменшення актуальної забур’яненості посівів у сівозміні. На першому місці виступає чинник комбінованого обробітку грунту і хімічного захисту посівів на обох фонах удобрення –,8 і 26,8 шт./м. При цьому на органічному фоні удобрення поєднання біологічних методів із хімічними підсилює цей вплив, де в порівнянні між ротаціями показник зменшення становить 42,0-45,2%, а на господарському контролі –,6-40,0% (рис. 2).
За умов біологізації землеробства на фоні різних обробітків грунту та захисту рослин формується характерний агрофітоценоз, в якому переважають слаборозвинені біологічні групи малорічних бур’янів, порівняно до господарського контролю. Чисельність і маса окремих видів багаторічних і малорічних бур’янів зменшується залежно від досліджених чинників.
У варіанті моделі біологічного землеробства вирощуванням проміжних культур (редька олійна, гірчиця біла, ріпак озимий) на сидерат, застосуванням комбінованого обробітку ґрунту та інтегрованого захисту рослин досягнено практично такого ж рівня зменшення забур’яненості як на господарському контролі.
Вміст у ґрунті органічних речовин –важливий показник його родючості. Вони покращують хімічні, фізико-хімічні, фізичні, теплові, технологічні властивості ґрунту та його біологічну активність. Науково обґрунтоване чергування сільськогосподарських культур у сівозміні з проміжними посівами сприяє значному збільшенню кількості біомаси у грунті.
Кількість органічних речовин в орному шарі грунту в середньому за роки дослідження була різною і залежала в основному від сільськогосподарської культури і системи удобрення в сівозміні (табл. 2).
Таблиця 2
Нагромадження кореневих і післяжнивних решток в орному (0-30 см) шарі грунту
основними культурами сівозміни в середньому за 1989-1998 рр., ц/га повітряно-сухої маси
|
Варіант |
Культура сівозміни |
Середнє в сівозміні |
|
система удобрення |
обробіток ґрунту |
захист рослин |
вико-вівсяна сумішка |
пшениця озима |
картопля |
ячмінь ярий |
кукурудза на силос |
|
|
1 |
||||||||
|
Органо-мінеральна (господарський контроль) |
Загальноприйнятий (контроль) |
1* |
,8 |
,3 |
,6 |
,7 |
,7 |
,7 |
|
,2 |
,7 |
,1 |
,3 |
,3 |
,3 |
|||
|
,9 |
,5 |
,9 |
,1 |
,1 |
,1 |
|||
|
Чизельний |
1 |
,9 |
,6 |
,8 |
,0 |
,0 |
,0 |
|
|
45,3 |
,1 |
,5 |
,6 |
,6 |
,6 |
|||
|
,0 |
,8 |
,2 |
,4 |
,4 |
,4 |
|||
|
Комбінований |
1 |
,9 |
,8 |
,2 |
,2 |
,2 |
,2 |
|
|
,4 |
,3 |
,0 |
,9 |
,9 |
,9 |
|||
|
,2 |
,2 |
,0 |
,1 |
,1 |
,1 |
|||
|
Середнє на органо-мінеральному фоні удобрення |
46,1 |
,8 |
,3 |
,0 |
,7 |
,4 |
||
|
Органічна –модель біологічного землеробства |
Загальноприйнятий (контроль) |
1 |
,9 |
,6 |
,8 |
,0 |
,0 |
,0 |
|
,3 |
,9 |
,5 |
,7 |
,7 |
,7 |
|||
|
,1 |
,0 |
,8 |
,9 |
,9 |
,9 |
|||
|
Чизельний |
1 |
,8 |
,8 |
,1 |
,3 |
,3 |
,3 |
|
|
,2 |
,3 |
,9 |
,0 |
,0 |
,0 |
|||
|
,9 |
,2 |
,9 |
,0 |
,0 |
,0 |
Продовження табл. 2
|
1 |
||||||||
|
Комбінований |
1 |
,1 |
,2 |
,2 |
,8 |
,8 |
,8 |
|
|
,0 |
,9 |
,2 |
,9 |
,9 |
,9 |
|||
|
,8 |
,0 |
,1 |
,0 |
,0 |
,0 |
|||
|
Середнє на органічному фоні удобрення |
46,2 |
,2 |
,9 |
,9 |
,4 |
,9 |
||
|
НІР, ц/га для: удобрення обробітку захисту |
0,43-0,79 |
,32-1,77 |
,28-0,54 |
,17-0,91 |
0,21-0,58 |
|||
|
0,38-0,65 |
,26-1,44 |
,23-0,50 |
,14-0,74 |
0,17-0,47 |
||||
|
0,43-0,79 |
,32-1,77 |
,28-0,54 |
,17-0,91 |
0,21-0,38 |
* Варіант захисту рослин: 1 –без захисту (контроль), 2 –біологічний захист, 3 –хімічний захист
Сільськогосподарські культури польової сівозміни за обох систем удобрення залишали в орному шарі ґрунту в середньому практично однакову кількість кореневих і післяжнивних решток: найбільше –вико-вівсяна сумішка (46,2 ц/га), найменше –картопля (20,5 ц/га повітряно-сухої маси). Однак, за умов біологізації землеробства відмічено тенденцію до збільшення кількості органічних решток, залишених у ґрунті сільськогосподарськими культурами, порівняно до господарського контролю. За обох систем удобрення у варіанті комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин встановлено закономірність до зростання кількості органічних решток порівняно до загальноприйнятого обробітку ґрунту (контроль) і варіанті без захисту посівів (контроль).
За моделі біологічного землеробства до орного шару грунту надійшло в середньому за рахунок вирощування на сидерат рослин озимого ріпаку –,0 ц/га, редьки олійної –,1 ц/га, гірчиці білої 53,7 ц/га повітряно-сухої органічної маси (табл. 3). За загальноприйнятого обробітку ґрунту (контроль) в орному шарі ґрунту зосереджувалось у середньому на 1 га сівозмінної площі 38,4 ц повітряно-сухих органічних решток, а за комбінованого –закономірне збільшення їх на 2,8% порівняно до контролю.
Таблиця 3
Нагромадження біомаси культурами проміжних посівів в орному шарі грунту за умов біологізації землеробства в середньому за 1989-1998 рр., ц/га повітряно-сухої маси
|
Варіант обробітку грунту |
Культура проміжного вирощування у сівозміні |
Разом у сіво- зміні, ц |
На 1 га сівозмін-ної площі, ц |
± до контролю |
|||
|
редька олійна |
гірчиця біла |
ріпак озимий |
ц/га |
% |
|||
|
Загальноприйнятий (контроль) |
60,8 |
,1 |
,0 |
,4 |
– |
– |
|
|
Чизельний |
59,8 |
,7 |
,4 |
,8 |
-0,6 |
-1,5 |
|
|
Комбінований |
62,8 |
,3 |
,7 |
,5 |
+1,1 |
+2,8 |
|
|
Середнє на органічному фоні удобрення |
61,1 |
,7 |
,0 |
,6 |
– |
– |
|
|
НІР, ц/га |
0,26-0,57 |
,13-0,94 |
,31-0,47 |
Впродовж двох ротацій встановлено, що у польовій сівозміні за моделі біологічного землеробства, де культури проміжних посівів на сидерат займають 60% сівозмінної площі, кількість органічної маси, що надходить до орного шару грунту, значно зростає. До орного шару грунту тут надійшло за рахунок сидератів і вторинної продукції рослинництва 737 ц, або в середньому 147 ц повітряно-сухої біомаси рослин на 1 га сівозмінної площі, що вдвічі більше, ніж на господарському контролі.
За обох систем удобрення у варіанті комбінованого обробітку і хімічного захисту рослин встановлено закономірність до нагромадження в орному шарі грунту найбільшої кількості повітряно-сухої біомаси рослин на 1 га сівозмінної площі –відповідно 76,1 і 156 ц.
При визначенні впливу факторів на біологічну активність грунту встановлено, що через 10 років дослідження інтенсивність дихання на органічному фоні удобрення у варіантах обробітку становила 129, 135 і 139 мг СО/кг грунту, або була вищою порівняно до аналогічних варіантів на господарському контролі –відповідно на 38,7, 38,8 і 41,2 %. Через 90 днів на господарському контролі кількість виділеного СО в орному шарі у варіанті загальноприйнятого обробітку грунту (контроль) досягла 122, чизельного –, комбінованого –мг СО/кг ґрунту.
Встановлено закономірність до збільшення кількості дощових черв’яків на органічному фоні удобрення, зокрема у варіантах обробітку ґрунту. За загальноприйнятого обробітку їх налічувалось 168, чизельного –і комбінованого –шт./м, або відповідно на 26,6, 27,7 і 19,6% більше, ніж на господарському контролі.
На господарському контролі через 90 днів загальна кількість мікроорганізмів в орному шарі грунту на варіанті без захисту посівів становила 67,2 млн. на 1 г грунту, або на 30,7% більше, ніж на кінець І-ої ротації і на 93,1% більше від початкового рівня у 1989 р., у варіанті біологічного захисту ці показники збільшились –відповідно на 33,2% і 93,4%, у варіанті хімічного захисту посівів –на 37,0% і 91,7%.
За умов біологізації землеробства внаслідок значного збагачення ґрунту органічною масою, поліпшення умов живлення рослин загальна кількість мікроорганізмів в орному шарі на варіанті без захисту посівів (контроль) досягла 74,7 млн. на 1 г, у варіанті біологічного захисту –,4 млн., хімічного –,8 млн., або відповідно –на 11,1, 13,1 і 10,2% перевищила показники на господарському контролі. Аналогічну закономірність встановлено і в підорному шарі грунту.
На господарському контролі через 90 днів у варіанті 1 –без захисту посівів (контроль) налічувалось 126 шт./мособин черв’яків, у варіанті 2 – 128, у варіанті 3 –шт./м, або їх збільшилось відповідно до початкового рівня –на 230; 222 і 224%.
У варіанті моделі біологічного землеробства цей показник був значимішим. На 90-й день обліку на контролі налічувалось 162 шт./м дощових черв’яків, у варіанті біологічного захисту –, хімічного захисту –шт., або в 4,3 рази більше, ніж на початку дослідження.
Повністю реалізувати потенційні можливості рослинних організмів можливо лише за рахунок оптимізації усіх чинників навколишнього середовища, в тому числі режиму живлення.
На господарському контролі до орного шару ґрунту надходило в середньому за дві ротації за рахунок органічних решток та гною тільки 856 кг азоту, 371 кг фосфору і 923 кг калію, тоді як у сівозміні за органічної системи удобрення ці показники становили відповідно –, 449 і 1234 кг. Баланс елементів живлення рослин у грунті показав, що за органічної системи удобрення, де внесено тільки 535 кг NРК мінеральних туків і 214 кг NРК за рахунок вторинної продукції рослинництва (на господарському контролі внесено 1180 кг NРК і 95 кг NРК за рахунок вторинної продукції рослинництва) і на обох фонах по 24 т/га гною, досягнено практично однакового рівня удобрення.
Проведені дослідження за приналежністю їх до рівня біологізації землеробства та за впливом на властивості ґрунту цілком узгоджуються із рекомендованими параметрами для зони Західного Лісостепу (Круть В.М. та ін, 1995). Співвідношення між органічними (24 т/га гною) і мінеральними добривами (236 кг/га д. р.) на господарському контролі становить 1:10. Коефіцієнт біологізації землеробства у межах 1-0,1, тобто за характером впливу на землеробство –інтенсивна біологізація.
За моделі біологічного землеробства, де співвідношення між органічними (24 т/га гною + сидерати + солома злакових культур) і мінеральними добривами (109 кг/га д. р.) становить 1:4, коефіцієнт біологізації землеробства у межах 1-0,25 і відповідає за характером впливу на землеробство –біологічному землеробству.
На господарському контролі культури щорічно виносять із ґрунту (біологічний винос) азоту 186, фосфору 57,8 і калію 136 кг, на органічному фоні відповідно –, 75,9 і 181 кг, водночас до ґрунту надходить азоту 258, 140 і 269 кг, на органічному фоні відповідно –, 118 і 261 кг. Баланс азоту, фосфору і калію за умов біологізації землеробства до його виносу урожаєм в середньому за дві ротації сівозміни становить відповідно +73%, +137% і +122 %.
Рівень відшкодування енергії, внесеної у грунт та винесеної рослинами з елементами живлення, у польовій сівозміні за традиційної системи удобрення становив для азоту 69,7, фосфору 121 і калію 59,9 %, за “біологічної “ –енерговитрати на одержання одиниці продукції були по азоту на 8%, по фосфору на 31 і по калію на 25% меншими порівняно до традиційного ведення землеробства.
За моделі біологічного землеробства загальна кількість гумусу, що утворилась у грунті за роки другої ротації сівозміни, становила 16,2 т/га, мінералізувалось його –,5 т/га, баланс становить +8,68 т/га, або на 1 га ріллі –відповідно 3,24, 1,50 і 1,74 %.
За результатами аналізів на господарському контролі (комбінована система обробітку ґрунту і хімічний захист посівів) баланс гумусу бездефіцитний, тобто підтримувався впродовж двох ротацій сівозміни на початковому рівні –,67%. За моделі біологічного землеробства в аналогічних варіантах досліду в кінці І-ої ротації польової сівозміни баланс додатній 2,70%, в кінці ІІ-ої –,76%.
У варіанті моделі біологічного землеробства за роки другої ротації сівозміни у порівнянні з першою, загальна кількість новоутвореного гумусу на 1 га ріллі збільшилась на 0,24 т, а баланс перевищив на 0,24 т/га, що відповідно на 2,16 і 1,09 т/га перевищила господарський контроль. Кількість гумусу в орному шарі на 1 га ріллі щорічно збільшувалась на 0,044 %, або на 0,028 абсолютних відсотки порівняно з “традиційною”.
Універсальним показником, що характеризує результативність дії будь-якого агротехнічного заходу, є рівень урожайності. Вплив грунту на врожайність визначається запасами в ньому елементів живлення і вологи, реакцією ґрунтового розчину і вмістом органічної речовини, станом фізичних і біологічних властивостей.
Аналіз результатів врожайності культур сівозміни за 1989-1998 рр. показав, що на темно-сірому опідзоленому легкосуглинковому грунті західного Лісостепу України за умов біологізації землеробства вона не зазнає істотних змін порівняно із загальноприйнятою системою землеробства. Врожайність культур у варіантах системи обробітку грунту з використанням безполицевих знарядь чизельного типу (ПЧ-2,5) менш стабільна, ніж за полицевих. Оранка забезпечує сталі врожаї усіх культур. Однак, за ефективністю поступається комбінованій системі обробітку грунту. За умов біологізації землеробства в середньому за дві ротації сівозміни врожайність польових культур тут становила (ц/га): вико-вівсяної сумішки 329, пшениці озимої –,5, ячменю ярого –,5, кукурудзи на силос –, картоплі –. Встановлено незначне зменшення врожайності культур, крім картоплі, порівняно до господарського контролю (табл. 4).
Урожайність культур у проміжних посівах помітно залежала від гідротермічного коефіцієнта, оптимальне значення якого для післяукісних і післяжнивних культур становить 1,4-1,6 і вище, задовільне –,0-1,4, незадовільне –,6 і рівня мінерального живлення у грунті. Критичними для редьки олійної були вегетаційні періоди 1994/95 років, для гірчиці білої 1994 і частково 1995, для озимого ріпаку –безсніжними зимові періоди з низькими температурами 1989 і 1994 років, за які врожайності не отримано (табл. 5).
Найвищою врожайністю відзначався ріпак озимий і за роки другої ротації сівозміни вона збільшилась у середньому на 2,0-7,2%. У варіанті загальноприйнятого обробітку ґрунту за 8 урожайних років вона становила 240 ц/га, у варіанті чизельного обробітку відмічено тенденцію до зменшення врожайності внаслідок збільшення забур’яненості посівів, а у варіанті комбінованого обробітку –до підвищення.
Таблиця 4
Врожайність основних культур польової сівозміни залежно від чинників
біологізації в середньому за 1989-1998 рр., ц/га
|
Варіант досліду |
Культура сівозміни |
|
система удобрення |
обробіток грунту |
захист рослин |
вико-вівсяна сумішка |
пшениця озима |
картопля |
ячмінь ярий |
кукурудза |
|
Органо-мінеральна (господарський контроль) |
Загальноприйнятий (контроль) |
1* |
332 |
,9 |
,7 |
||
|
337 |
,1 |
,2 |
|||||
|
342 |
,7 |
,3 |
|||||
|
Чизельний |
1 |
325 |
,9 |
,0 |
|||
|
331 |
,5 |
,8 |
|||||
|
343 |
,9 |
,0 |
|||||
|
Комбінований |
1 |
338 |
,4 |
,4 |
|||
|
345 |
,8 |
,4 |
|||||
|
355 |
,8 |
,4 |
|||||
|
Середнє на органо-мінеральному фоні удобрення |
338,5 |
,0 |
|||||
|
Органічна - модель біологічного землеробства |
Загальноприйнятий (контроль) |
1 |
319 |
,8 |
,9 |
||
|
324 |
,8 |
,7 |
|||||
|
335 |
,4 |
,5 |
|||||
|
Чизельний |
1 |
321 |
,5 |
,9 |
|||
|
327 |
,7 |
,3 |
|||||
|
338 |
,5 |
,2 |
|||||
|
Комбінований |
1 |
326 |
,9 |
,8 |
|||
|
333 |
,3 |
,9 |
|||||
|
343 |
,9 |
,2 |
|||||
|
Середнє на органічному фоні удобрення |
329 |
,45 |
,5 |
||||
|
НІР , ц/га для: удобрення |
2,78-6,76 |
,40-1,60 |
,31-10,77 |
,38-1,03 |
,78-10,01 |
||
|
обробітку |
2,25-5,52 |
,31-1,30 |
,07-8,80 |
,31-0,84 |
,57-8,17 |
||
|
захисту |
2,78-6,76 |
,40-1,60 |
,31-10,77 |
,38-1,03 |
,78-10,01 |
* Варіант захисту рослин: 1 –без захисту (контроль), 2 –біологічний захист, 3 –хімічний захист
Таблиця 5
Врожайність проміжних культур у польовій сівозміні залежно від чинників
біологізації землеробства в середньому за 1989-1998 рр., ц/га
|
Варіант обробітку грунту |
Культура проміжного вирощування у сівозміні |
|
редька олійна |
гірчиця біла |
ріпак озимий |
|
|
Загальноприйнятий (контроль) |
219 |
||
|
Чизельний |
214 |
||
|
Комбінований |
225 |
||
|
Середнє на органічному фоні удобрення |
219 |
||
|
НІР,ц/га |
3,8-9,18 |
,27-8,2 |
,90-7,00 |
За роки першої ротації сівозміни врожайність зеленої маси редьки олійної становила в середньому 194 ц/га, другої –ц/га. Внаслідок сприятливіших умов вологозабезпечення її врожайність за роки другої ротації підвищилась порівняно до першої у варіанті загальноприйнятого обробітку –на 19,6%, чизельного –на 19,2 % і комбінованого –на 21,9%. В середньому за 8 урожайних років на контролі врожайність редьки олійної складала 220 ц/га зеленої маси, у варіанті комбінованого обробітку грунту вона збільшилась на 2,7%, а за чизельного –була на рівні контролю.
Гірчиця біла забезпечила найменшу врожайність зеленої маси –у середньому за 9 років 187 ц/га. Залежно від рівня забезпечення агрокліматичними ресурсами врожайність зеленої маси коливалась від 118 у 1995 р. до 231 ц/га у 1997 р. За різних способів обробітку грунту істотної різниці показників врожайності не встановлено.
Хрестоцвіті культури проміжного вирощування (на сидерат) за умов оптимальних і задовільних значень ГТК здатні забезпечувати в середньому такі врожаї зеленої маси, ц/га: ріпак озимий –, редька олійна –, гірчиця біла –.
Для отримання високоякісної продукції необхідно впродовж усього вегетаційного періоду забезпечувати культури сівозміни поживними елементами в оптимальній кількості, а також на високому рівні підтримувати біологічну активність ґрунту, поліпшувати його водно-фізичні властивості.
В умовах західного Лісостепу України встановлено, що вирощена продукція за умов біологізації землеробства мала високі якісні показники.
На обох фонах удобрення у варіанті комбінованого обробітку грунту встановлено більш чітку тенденцію до збільшення маси 1000 зерен і натури зерна пшениці озимої сорту Миронівська 61 порівняно до контролю і чизельного обробітку грунту. На господарському контролі маса 1000 зерен становила у середньому за дві ротації сівозміни 42,3 г, натура зерна –г/л, за умов біологізації відповідно –,7 і 774 г/л, що пояснюється поліпшенням водного і поживного режимів грунту.
Склоподібність зерна пшениці змінювалась менш істотно, а за чизельного обробітку грунту мала тенденцію до незначного зменшення, що пояснюється особливостями агрофізичних та агрохімічних параметрів родючості грунту.
Важливим показником якості зерна пшениці є вміст у ньому білка, який за рівнем агротехнології культури змінювався у незначних межах.
Вирощування пшениці озимої на господарському контролі призвело до нагромадження у зерні більшої кількості нітратів, ніж за умов біологізації. При цьому кількість нітратів була меншою за показник ГДК: на господарському контролі –,5-68,7 мг/кг, на органічному фоні –,7-52,7 мг/кг зерна. Серед варіантів обробітку грунту найменше їх виявлено за комбінованого обробітку грунту.
За середньої врожайності зерна ячменю ярого сорту Роланд на господарському контролі –,0 та на органічному фоні –,4 ц/га, якісні показники за 10 років досліджень відрізнялись між собою. Маса 1000 зерен у варіанті загальноприйнятого обробітку грунту (контроль) на обох фонах удобрення була практично однаковою –,3 і 39,7 г. Найвищою вона була у варіанті комбінованого обробітку грунту за умов біологізації –,9-42,3 г, або на 2,31 г перевищувала показник на контролі. На господарському контролі, де ця різниця становила –,79-1,62 г.
На господарському контролі при внесенні під ячмінь NРК встановлено, що вирівняність фракції зерна 2,8-2,5 мм зменшується, а плівчастість збільшується. За умов біологізації при внесенні тільки стартової дози Р і використання післядії достатньо високої дози органічних добрив під картоплю та маси сидерату, якісні показники зерна ячменю поліпшувались: зменшувалась плівчастість, кількість сирого білка і крохмалю та вміст нітратів, тобто поліпшувались його пивоварні показники. За комбінованого обробітку грунту вміст сирого білка тут зменшився порівняно до господарського контролю в середньому на 0,26-0,31%, а крохмалю збільшився на 1,1%; вміст нітратів зменшився у середньому на 18,6%. Це пов’язано з інтенсивним окультуренням орного шару внаслідок глибокого приорювання органічних решток двоярусним плугом і збагаченням грунту азотом культури на сидерат.
Вирощування ячменю ярого на господарському контролі сприяє отриманню зерна, призначеного на фураж, а на органічному фоні –для пивоваріння.
Якісні показники бульб картоплі сорту Невська змінювались залежно від умов вирощування. Кращі показники за виходом сухих речовин забезпечено переважно у варіанті комбінованого обробітку грунту за умов біологізації, за традиційної системи ведення землеробства цей показник був знівельований.
На господарському контролі під впливом мінеральних добрив, незалежно від способів обробітку грунту та захисту посівів, вміст сирого протеїну і білка в бульбах тенденційно збільшувався.
За кількістю вітаміну С у бульбах картоплі за роки досліджень істотної різниці не встановлено. Однак, у варіанті комбінованого обробітку грунту за умов біологізації він був найвищим і становив 15,1-15,5 мг-%, а вміст нітратів був значно меншим, ніж на господарському контролі. Причому, найнижчими ці показники були на обох фонах удобрення у варіанті комбінованого обробітку грунту.
Впродовж усіх років досліджень вміст нітратів не перевищував встановлених нормативів ГДК –мг/кг сирої продукції. У варіантах хімічного захисту посівів істотних змін вмісту нітратів не встановлено.
Показник товарності бульб за обох систем ведення землеробства найвищим у варіанті комбінованого обробітку грунту: за традиційної –,2 %, за біологічної –,1%, або перевищував на 0,9 % контроль і, у першу чергу, за рахунок маси їх великої фракції (маса однієї бульби понад 80 г). За чизельного обробітку грунту товарність бульб у середньому була меншою, ніж на контролі й у варіанті комбінованого обробітку грунту на обох фонах удобрення.
Елементи біологізації землеробства сприяли поліпшенню якості зеленої маси однорічних трав, особливо істотно зменшувалась кількість шкідливих для тварин нітратних сполук.
Тривале використання добрив не мало негативного впливу на нагромадження у ґрунті важких металів: вміст свинцю був у межах 22-41, кадмію –,5-1,4, цинку –-40, миш’яку –,05-1,5 мг/кг, що не перевищувало значень ГДК. Нагромадження важких металів у продукції рослинництва вище ГДК також не встановлено.
За умов біологізації землеробства, де поєднано використання соломи пшениці озимої, ячменю ярого, сидерату озимого ріпаку, редьки олійної і гірчиці білої, загальна продуктивність сівозміни за роки першої ротації становила 60,5 ц/га к. о., або була нижчою на 5,6%, а за другу ротацію –на 6,3%, ніж на господарському контролі. В середньому за 10 років досліджень за умов біологізації землеробства у варіанті загальноприйнятого обробітку грунту вона була доволі високою і становила 61,1, за чизельного обробітку –,1, за комбінованого –,3 ц кормових одиниць з 1 га сівозмінної площі (табл. 6).
Біологічна продуктивність сівозміни за максимального використання місцевих органічних ресурсів –сидерації, побічної продукції пшениці та ячменю за збором кормових одиниць була досить високою і становила в першій ротації у середньому 68,8, у другій –,5 ц/га кормових одиниць.
Таблиця 6
Продуктивність польової сівозміни залежно від чинників біологізації
землеробства в середньому за 1989-1998 рр., ц/га к.о.
|
Варіант досліду |
Вихід кормових одиниць, ц/га |
Середнє за 10 років |
± ІІ ротація до І-ої, % |
|
система удобрення |
обробіток грунту |
захист рослин |
середнє за 1 ротацію |
середнє за ІІ ротацію |
||
|
Органо-мінеральна (господарський контроль) |
Загальноприйнятий (контроль) |
1* |
61,5 |
,6 |
63,1 |
,0 |
|
,2 |
,2 |
64,7 |
,7 |
|||
|
,6 |
,9 |
67,8 |
,5 |
|||
|
Чизельний |
1 |
,1 |
,3 |
61,8 |
,0 |
|
|
,9 |
,9 |
63,4 |
,6 |
|||
|
,5 |
,0 |
66,7 |
,8 |
|||
|
Комбінований |
1 |
,5 |
,9 |
64,2 |
,4 |
|
|
,7 |
,6 |
66,1 |
,5 |
|||
|
,3 |
,1 |
68,8 |
,2 |
|||
|
Органічна –модель біологічного землеробства |
Загальноприйнятий (контроль) |
1 |
,0 |
,0 |
59,0 |
,4 |
|
,3 |
,4 |
60,4 |
,5 |
|||
|
,6 |
,8 |
63,2 |
,9 |
|||
|
Чизельний |
1 |
,0 |
,7 |
58,8 |
,9 |
|
|
,5 |
,1 |
60,3 |
,7 |
|||
|
,8 |
,0 |
63,4 |
,9 |
|||
|
Комбінований |
1 |
,0 |
,7 |
59,9 |
,9 |
|
|
,2 |
,7 |
62,0 |
,5 |
|||
|
,5 |
,3 |
64,9 |
,2 |
|||
|
НІР 05, ц/га для: удобрення обробітку захисту |
0,37-0,39 ,45-0,48 ,45-0,48 |
,35-0,51 0,43-0,63 ,43-0,63 |
* Варіант захисту рослин: 1 –без захисту (контроль), 2 –біологічний захист, 3 –хімічний захист
12
Встановлено, що біологічна система захисту виявилась на 1,7 ц/га к.о. ефективнішою від контрою (без засобів захисту), а хімічна – на 4,7 ц/га. Це свідчить, про можливість удосконалення біологічного методу захисту рослин в сучасному землеробстві.
Результати аналізу багаторічних досліджень дозволили побудувати достатньо вірогідну прогнозну модель продуктивності польової сівозміни в конкретних природно-кліматичних умовах Лісостепу.
Пошук значень функції продуктивності сівозміни (Y), що відповідають проміжним значенням аргументів (кількість опадів Х1 та температурного режиму Х2), здійснено за методом інтерполювання. Вірогідність рівнянь регресії оцінені за критерієм Фішера на 95% рівні ймовірності (Fфакт.>F05), кожний коефіцієнт рівняння перевірено на вірогідність за критерієм Стьюдента.
Отримані прогнозні дані продуктивності польової сівозміни (розраховані за рівнянням) мають такий же ступінь впливу аргументів, що й простежується в сівозміні за роками проведення дослідження. Підтвердженням цього є вірогідні множинні коефіцієнти кореляції (R) для кожного отриманого нами рівняння регресії.
Створені математичні моделі продуктивності сівозміни (1) і (2) за 1989-1998 рр. дослідження на темно-сірому опідзоленому легкосуглинковому грунті за різних систем удобрення, комбінованого обробітку ґрунту і захисту рослин залежно від абіотичних чинників (кількість опадів і температура повітря) у травні забезпечують наближення фактичних і розрахункових даних за високого рівня кореляції.
Y=-65,3+0,521*X1-0,0023*X12+13,70*X2-0,412*X22 (1)
X1 розр.=113, X2 розр.= 16,6, Yрозр.=77,6, R=0,718.
Y=-88,8+0,847*X1-0,0037*X12+14,81*X2-0,471*X22 (2)
X1 розр.=114, X2 розр.= 15,7, Yрозр.=76,0, R=0,761.
(Y – продуктивність сівозміни, ц/га к.о.; Х1 – кількість опадів, мм; Х2 – температура повітря, °С)
Одержані оптимальні значення математичних моделей (Yрозр., X1 розр., X2 розр.) та множинні коефіцієнти кореляції (R) найбільше підтверджують значимість погодних умов травня місяця у вегетаційних періодах культур польової сівозміни. Для забезпечення проектної продуктивності польової сівозміни необхідно 109-114 мм опадів (фактично 44,1-156,5 мм) та температури повітря не вище 16,6 °С (фактично 10,6-16,9 °С). Найвищої прогнозованої продуктивності польової сівозміни досягнено на господарському контролі за комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин у 1996 р. – 77,9 ц/га к.о. при максимальній фактичній продуктивності 77,3 ц/га к.о. (R=0,718), за моделі біологічного землеробства – відповідно 76,0 і 73,0 ц/га к.о. (R=0,761).
У середньому за дві ротації сівозміни на господарському контролі вихід перетравного протеїну з 1 га у варіантах обробітку грунту був у межах 8,82 ц, за умов біологізації – 8,58 ц. Зменшення виходу перетравного протеїну за роки другої ротації пов’язано зі загальним зменшенням врожаю зеленої маси. На господарському контролі показник забезпечення кормової одиниці перетравним протеїном на рівні 85,6 г, за органічної – відповідно 83,3 г.
За умов біологізації землеробства окупність одиниці діючої речовини NРК в мінеральних добривах за рахунок привнесення біогенних елементів з місцевими органічними ресурсами вторинної продукції рослинництва і сидератів та скорочення використання промислових туків, порівняно до господарського контролю, помітно зростає: по вико-вівсяній сумішці в 2,5 раза, пшениці озимій – 5,4, картоплі –2,0, ячменю ярому – 4,6 і кукурудзі на силос в 4,6 раза.
Усвідомлений розвиток ґрунтотворного процесу забезпечує певний рівень (модель) родючості грунту і продуктивності рослин. Для забезпечення високої продуктивності сільськогосподарських культур впродовж тривалого періоду треба, щоб у грунті підтримувалися оптимальні параметри, тобто такого комплексу властивостей і режимів грунту, які забезпечували б максимальне використання всіх необхідних для рослин факторів і найвищий врожай.
Враховуючи особливості біогеоценотичного методу досліджень нами розроблено схематичну модель родючості темно-сірого опідзоленого ґрунту та продуктивності сівозміни за умов біологізації землеробства, яка пройшла апробацію та застосовується у господарствах західного Лісостепу України. Модель ґрунтується на взаємозв’язку чинників родючості ґрунту (біологічні, агрофізичні і агрохімічні) та їх впливові на родючість темно-сірого опідзоленого грунту, продуктивність сіяного агрофітоценозу, якість продукції і навколишнє середовище, виходячи із комплексу чинників, що вивчались у досліді. За умов біологізації землеробства ця модель забезпечує високу продуктивність польової сівозміни (60-65 ц/га к.о.), бездефіцитний баланс гумусу та охорону навколишнього природного середовища.
З метою оперативного управління продукційними процесами у землеробстві розроблено комп’ютерну програму „Автоматизоване робоче місце агронома” („АРМ „Агронома”) – А. С. № 9234 від 15.01.2004 р.
У розв’язанні проблемних питань енергозбереження, всебічної економії і раціонального використання енергоресурсів в землеробстві науково обгрунтованій сівозміні належить провідне місце.
За моделі біологічного землеробства в середньому за роки досліджень внаслідок вирощування у сівозміні проміжних культур на сидерат (коефіцієнт використання ріллі зріс у 1,6 рази), використання соломи зернових культур на добрива загальна кількість витраченої енергії збільшилась на 18,9 %, а витрати енергії на мінеральні добрива зменшились на 12,8 % порівняно до господарського контролю (Кее зріс від 3,30 до 5,54).
За обох систем удобрення в сівозміні варіант комбінованого обробітку ґрунту забезпечив найвищу і практично однакову кількість сухих речовин – 67,4 ц/га. При цьому у варіанті моделі біологічного землеробства сумарна енергію врожаю на 1 га сівозмінної площі була меншою на 5,0%, сумарна витрата енергії на 4,1%, а коефіцієнт енергетичної ефективності зріс на 10,5% порівняно до показників на господарському контролі.
У варіанті хімічного захисту рослин за обох систем удобрення на фоні комбінованого обробітку ґрунту отримано найвищий вихід сухих речовин у сівозміні (69,0 ц/га). За умов біологізації землеробства встановлено закономірне збільшення витрати енергії на формування врожаю на 38,0% і коефіцієнта енергетичної ефективності на 38,5% порівняно до господарського контролю.
Показники економічної ефективності значною мірою залежать від виходу продукції з одиниці площі та виробничих витрат на вирощування культур.
За моделі біологічного землеробства з отриманням продуктивності сівозміни меншою на 3,9 ц/га к.о., ніж на господарському контролі (65,2 ц/га), економічні показники становили: собівартість 1 ц к.о. – 29,1 грн., чистий прибуток – 980 грн./га, рівень рентабельності – 55,1% і були близькими до показників за традиційного землеробства.
Найвищі економічні показники за обох систем удобрення були у варіанті комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин. У варіанті моделі біологічного землеробства за комбінованого обробітку ґрунту продуктивність сівозміни становила в середньому 62,2 ц/га к.о., що на 4,2 ц/га менше, ніж на господарському контролі, собівартість 1 ц к.о. збільшилась на 0,9 грн., а чистий прибуток і рівень рентабельності зменшились відповідно на 129 грн./га і 5,5%.
За умов біологізації землеробства найвищими у варіанті хімічного захисту рослин: чистий дохід становив 1193 грн./га, або вищий на 136 грн./га, рівень рентабельності – 71,1 %, або вищий на 5,4 %, собівартість 1 ц продукції – 26,3 грн., або на 0,9 грн. менше, ніж у варіанті без захисту рослин (контроль). За традиційного землеробства собівартість 1 ц продукції зменшилась на 1,5 грн., рівень рентабельності зріс на 10,0% порівняно до моделі біологічного землеробства.
ВИСНОВКИ
1. В дисертації сформульовано теоретичне обґрунтування і нове вирішення наукової проблеми, яка полягає у розробленні агроекологічних основ і закономірностей формування оптимальних параметрів родючості темно-сірого опідзоленого ґрунту західного Лісостепу України в системі біологічного землеробства. Вона вирішується шляхом управління продукційними процесами з використанням ЕОМ та розроблених оптимізаційних моделей родючості ґрунту для досягнення продуктивності польової сівозміни 60-65 ц к.о., отримання дешевої екологічно чистої продукції, підтримання рівноваги в агроекосистемі.
2. За моделі біологічного землеробства кількість структурних частинок ґрунту на час збирання врожаю в орному (0-20 см) та підорному (20-40 см) шарах у середньому досягає 79,7 % (коефіцієнти структурності 2,59), або перевищує показники на господарському контролі відповідно на 3,3 і 3,7 % (коефіцієнт структурності на 8,8%).
Встановлено закономірності щодо збільшення кількості водотривких агрегатів в орному і підорному шарах темно-сірого опідзоленого ґрунту на обох фонах удобрення варіанту комбінованого обробітку над чизельним і загальноприйнятим.
Найбільша кількість водотривких агрегатів (62,6%) утворюється за біологічного ведення землеробства в умовах комбінованого обробітку ґрунту, що на 2,9 % перевищує господарський контроль.
3. За моделі біологічного землеробства при внесенні у середньому на 1 га сівозмінної площі 24 т гною + N47Р46К20 – оптимально-мінімальні дози мінеральних добрив + 14 т сидератів +1,2 т соломи зернових культур та за господарського контролю – 24 т гною +N86Р64К84, щільність зложення була в середньому нижчою на 2,4-2,9%, ніж на господарському контролі та найбільш наближена до оптимуму (1,1-1,3 г/см3). Найсприятливіші умови щодо зменшення щільності складаються в шарі 0-30 см за умов біологізації і на господарському контролі у варіанті комбінованого обробітку ґрунту – відповідно 1,22-1,32 і 1,25-1,36 г/см3. У варіантах захисту посівів відмінностей цього показника не встановлено.
4. Оптимальні параметри водно-повітряного режиму для росту й розвитку культурних рослин створюються у добре окультуреному темно-сірому опідзоленому ґрунті, якщо в орному (0-30 см) шарі за умов біологізації землеробства загальна шпаруватість становить – 51,8 % від об’єму грунту, капілярна – 31,9% , некапілярна – 19,8 %, тоді як на господарському контролі – відповідно на 1,6, 0,5 і 1,4 % менше. Найбільш чутливими до змін загальної шпаруватості виявилися верхні (0-10 і 10-20 см) горизонти орного шару за умов біологізації за загальноприйнятого і чизельного обробітку ґрунту.
5. Нормативні показники оптимізації будови ґрунту диференційовані в розрізі культур та орного і підорного шарів. У польовій сівозміні за умов біологізації землеробства порівняно до господарського контролю досягнено оптимальних параметрів при застосуванні різноглибинного основного обробітку ґрунту (загальноприйнятий обробіток грунту – контроль – оранка плугами ПЛН-4-35, чизельний – обробіток ПЧ-2,5, комбінований – оранка ПЯ-3-35). За умов біологізації землеробства у варіанті комбінованої системи обробітку грунту досягнено гомогенності його будови і перед збиранням врожаю культур тверда фаза становила у середньому 48,2%, загальна шпаруватість – 51,8% від усього об’єму грунту, тоді як на господарському контролі показник твердої фази на 2,2 % був меншим, а загальна шпаруватість на 2,0% більшою.
6. Запаси продуктивної вологи ґрунту на час сівби і збирання врожаю культур в зоні західного Лісостепу кожного року достатні для формування високих врожаїв. Проте, у післяжнивний та післяукісний періоди в окремі роки спостерігали тривалі посухи, які призводили до пересихання орного шару. У річному балансі нестача вологи компенсується акумулюванням її в осінній, зимовий та ранньовесняний періоди.
У варіанті моделі біологічного землеробства і загальноприйнятого обробітку ґрунту (контроль) в орному (0-30 см) шарі за період першої ротації сівозміни в середньому нагромаджується 58,6 мм продуктивної вологи, чизельного – 60,8 і комбінованого – 60,8 мм, а за роки другої ротації цей показник практично не змінився, а у метровому шарі ґрунту вони у варіантах обробітку в середньому за дві ротації сівозміни становлять відповідно 289, 304 і 304 мм, або на 5,4, 4,2 і 5,7% більші, ніж на господарському контролі.
7. На господарському контролі за хімічного захисту посівів від бур’янів в кінці другої ротації сівозміни в орному шарі налічувалось 23,9 тис. шт./м2 насінин; за чизельного обробітку відповідно на 7,1% насінин бур’янів більше, де середньорічний темп зменшення – 4,5%. У варіанті біологічного захисту рослин цей показник займає проміжне місце між контролем та хімічним захистом. Кількість схожого насіння бур’янів на фоні комбінованого обробітку грунту та хімічного захисту посівів зменшилась на 37,1%, загальноприйнятого обробітку (контроль) – на 27,4%, за чизелювання – на 26,1%.
За моделі біологічного землеробства у варіанті комбінованого обробітку грунту і хімічного захисту посівів на кінець другої ротації сівозміни в орному шарі налічувалось на 55,6%, за загальноприйнятого (контроль) – відповідно на 49,0%, за чизельного 44,3% насіння бур’янів менше, ніж на початку дослідження (1989 р.).На контролі (без захисту посівів) та у варіанті біологічного захисту посівів від бур’янів цей показник був незначним.
Запровадження елементів біологічного землеробства на темно-сірому опідзоленому грунті західного Лісостепу України забезпечує зменшення актуальної забур’яненості посівів у сівозміні при застосуванні комбінованого обробітку грунту і хімічного захисту посівів на обох фонах удобрення – 28,8 і 26,8 шт./м2. На органічному фоні удобрення поєднання біологічних методів із хімічними підсилює цей вплив, де в порівнянні між ротаціями показник зменшення становить 42,0-45,2%, а на господарському контролі – 37,6-40,0% .
За умов біологізації землеробства на фоні різних обробітків грунту та захисту рослин формується характерний агрофітоценоз, в якому переважають слаборозвинені біологічні групи малорічних бур’янів, порівняно до господарського контролю. Чисельність і маса окремих видів багаторічних і малорічних бур’янів зменшується залежно від досліджених чинників.
8. Вплив комплексу чинників у варіанті моделі біологічного землеробства приводить до зменшення фактичної забур’яненості на 30,8 %, на господарському контролі – на 31,8%. При цьому відбувається перегрупування гербоценозу, характерне для біологічного і інтенсивного землеробства.
В кінці ІІ-ої ротації польової сівозміни на господарському контролі у варіанті загальноприйнятого обробітку грунту та без захисту посівів бур’янів було в середньому на 15,7 %, біологічного захисту на 20,5% і хімічного на 32,7% менше порівняно до початкового рівня у 1989 р.; у варіантах чизельного і комбінованого обробітків встановлено аналогічну закономірність.
У варіанті моделі біологічного землеробства за цей час зменшення забур’яненості на фоні загальноприйнятого обробітку ґрунту у варіанті без захисту посівів (контроль) становило 14,0, біологічного захисту – 19,6 і хімічного – 32,6%, за чизельного обробітку відповідно – 11,9, 21,7 і 23,2 %, комбінованого обробітку – 0,5, 7,8 і 27,3% порівняно до рівня у 1998 р.
На господарському контролі і в моделі біологічного землеробства за комбінованого обробітку ґрунту та хімічного захисту посівів створюються найсприятливіші умови для зменшення кількості насіння і рослин бур’янів та їх сирої маси.
9. У п’ятипільній польовій сівозміні за умов біологізації землеробства до орного шару ґрунту за дві ротації надійшло 737 ц, або в середньому 147 ц органічних решток (гній +сидерати + солома зернових культур) на 1 га сівозмінної площі, що відповідно на 200 і 202% перевищує показник у сівозміні на господарському контролі.
У варіантах з елементами біологізації землеробства найбільша кількість органічних решток в орному шарі грунту на 1 га сівозмінної площі виявлено за комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин – 156 ц повітряно-сухої біомаси, тоді як на господарському контролі вдвічі менше.
За традиційної системи удобрення і загальноприйнятого обробітку ґрунту в польовій сівозміні у середньому за дві ротації в орному шарі на 1 га сівозмінної площі визначено післяжнивні + кореневі рештки у кількості на контролі (без захисту рослин) – 71,4, за біологічного захисту – 72,5, хімічного – 74,2 ц повітряно-сухої маси. За традиційної органо-мінеральної системи удобрення найбільша їх кількість за дві ротації зосереджувалась у варіанті комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин – 190 ц/га, що на 9,0 ц/га перевищила варіант без захисту посівів (контроль) і на 6,0 ц/га варіант біологічного захисту, за біологічної системи удобрення вона була – відповідно у 2,1, 2,9 і 2,3 рази вищою порівняно з попередньою.
10. За максимального використання вторинної продукції рослинництва на фоні низьких доз мінеральних добрив забезпечує не тільки зрівноважений, але й позитивний баланс гумусу.
За умов біологізації землеробства кількість гумусу в орному шарі ґрунту на 1 га ріллі щорічно на 0,028 % перевищує показник за традиційної системи удобрення (господарський контроль).
У варіанті біологізації землеробства за рахунок надходження соломи пшениці озимої, ячменю ярого та сидератів збільшився загальний вихід гумусу на 0,56 т/га. Загальна кількість гумусу, що утворилась у польовій сівозміні на кінець другої ротації, становила 16,2 т/га, мінералізувалось його – 7,5 т/га, баланс становить +8,7 т/га.
За роки другої ротації сівозміни порівняно до першої, загальна кількість новоутвореного гумусу на 1 га ріллі збільшилась на 0,24 т, а баланс перевищив на 0,24 т/га.
11. За традиційної органо-мінеральної системи ведення господарства (в середньому на 1 га сівозмінної площі внесено 24 т гною +N86Р64К84) культури щорічно виносять із ґрунту азоту – 186, фосфору – 57,8 і калію – 136 кг/га. За умов біологізації землеробства надходження поживних елементів (NРК) за рахунок видозмінених ресурсів на 26% перевищувало господарський контроль за одночасного зменшення загальносівозмінної дози мінеральних туків на 48%.
За постійного дефіциту калію в зерно-просапних сівозмінах у загальноприйнятих органо-мінеральних системах удобрення на варіантах з елементами біологізації землеробства склався позитивний баланс калію з підвищенням його надходження до 80 кг/га.
Балансові розрахунки фосфору вказують на реальну досяжність розширеного відтворення фосфатної родючості ґрунту, тоді як регулювання азотним живленням потребує подальшого удосконалення.
Баланс азоту за умов біологізації землеробства не перевищував 58%, за фосфором і калієм становив відповідно 137 і 122 %.
Рівень відшкодування енергії, внесеної у грунт з елементами живлення та винесеної рослинами у польовій сівозміні за традиційного удобрення становив 83%, на моделі біологічного землеробства – 68%, що свідчить про умови оптимізації мінерального живлення при максимальному внесенні в сівозміні вторинної продукції рослинництва.
12. На темно-сірому опідзоленому легкосуглинковому ґрунті західного Лісостепу України врожайність основних культур за умов біологізації землеробства в середньому за дві ротації сівозміни складає, ц/га: вико-вівсяної сумішки – 329, пшениці озимої – 48,4, картоплі – 174, ячменю ярого – 42,5, кукурудзи на силос – 439. Зменшення їх врожайності порівняно до господарського контролю складає: вико-вівсяної сумішки 2,9%, пшениці озимої –1,2 %, ячменю ярого 0,9%, кукурудзи на силос 1,1%, а картоплі, навпаки, збільшення врожайності (+2,4%). Тобто середнє зниження продуктивності сівозміни за умов біологізації землеробства відбулось на 0,4 %, що є у межах статистичної похибки, за економії привнесеної енергії з добривами на 15 % і заощадженні мінеральних добрив майже на 50 %.
Капустяні культури проміжного вирощування (на сидерат) у варіанті моделі біологічного землеробства за умов оптимальних і задовільних значень ГТК забезпечували за роки дослідження у середньому такі врожаї зеленої маси, ц/га: ріпак озимий – 235, редька олійна – 230, гірчиця біла – 187. Врожайність основних культур польової сівозміни за обох систем удобрення у варіанті комбінованого обробітку ґрунту та хімічного захисту рослин була найвищою і становила на моделі біологічного землеробства і на господарському контролі: вико-вівсяної сумішки – 343 і 354, пшениці озимої –50,9 і 51,8, картоплі – 192 і 182, ячменю ярого – 45,2 і 45,4, кукурудзи на силос 459 і 464 ц/га; проміжних культур: ріпаку озимого – 252, редьки олійної – 234, гірчиці білої – 202 ц/га.
13. Способи і глибина основного обробітку ґрунту за різних систем удобрення в полях сівозміни не впливали на якісні показники вирощеної продукції.
За традиційної системи землеробства і за умов біологізації землеробства поліпшується поживність зерна ячменю ярого, зеленої маси кукурудзи та вико-вівсяної сумішки, збільшується крохмальність бульб картоплі; у зерні пшениці озимої збільшується кількість білка, сирої клейковини, склоподібність; збільшується маса 1000 зерен і натура зерна пшениці та ячменю.
Вміст нітратів у вирощеній продукції за умов біологізації землеробства на дату збирання врожаю культур сівозміни є меншим, ніж за традиційного органо-мінерального удобрення (контроль). Залишків пестицидів та важким металів, які б перевищували ГДК, у продукції рослинництва не виявлено.
14. Продуктивність 5-пільної польової сівозміни на темно-сірому опідзоленому грунті у варіанті біологізації землеробства за дві ротації становить 61,9 ц/га кормових одиниць, за традиційного органо-мінерального удобрення – 65,3 ц/га, перевищивши попередню на 5,5%. Проте, вихід перетравного протеїну виявився практично рівнозначним (5,4 і 5,3 ц/га), за забезпеченістю кормової одиниці перетравним протеїном біологічна система землеробства перевищила традиційну на 2,3 г.
За продуктивністю польова сівозміна виявилась рівнозначною у варіантах загальноприйнятої і чизельної системи обробітку ґрунту – 61,1 ц/га к.о. За комбінованої намітилась тенденція до підвищення продуктивності (на 1,2 ц/га к.о.).
15. За традиційного і біологічного ведення землеробства підвищення продуктивності сівозміни на 4-6 ц/га к.о. забезпечується хімічним захистом рослин при застосуванні гербіцидів і фунгіцидів. За біологічного захисту рослин, при обробці насінного матеріалу біопрепаратами, продуктивність сівозміни збільшилась на 2,0 ц/га к.о., що свідчить про необхідність подальшого вдосконалення біологічного методу захисту рослин.
Найвищої прогнозованої продуктивності польової сівозміни досягнено на господарському контролі за комбінованого обробітку ґрунту і хімічного захисту рослин у 1996 р. – 77,9 ц/га к.о. при максимальній фактичній продуктивності 77,3 ц/га к.о. (R=0,718), за моделі біологічного землеробства – відповідно 76,0 і 73,0 ц/га к.о. (R=0,761).
За умов біологізації землеробства окупність одиниці діючої речовини NРК в мінеральних добривах за рахунок привнесення біогенних елементів з місцевими органічними ресурсами вторинної продукції рослинництва і сидератів та скорочення використання промислових туків, порівняно до господарського контролю, помітно зростає: по вико-вівсяній сумішці в 2,5 рази, пшениці озимій – 5,4, картоплі –2,0, ячменю ярому – 4,6 і кукурудзі на силос в 4,6 рази.
16. За умов біологізації землеробства у польовій сівозміні сумарна енергія врожаю у варіанті комбінованого обробітку ґрунту становила 117811 МДж/га, сумарні витрати енергії на вирощування врожаю – 51053 МДж/га, Кее – 4,39. За традиційної органо-мінеральної системи удобрення ці показники були відповідно на 536 і 14057 МДж/га вищими, а Кее виявився на 18% нижчим.
Сумарні витрати енергії на вирощування врожаю культур найменшими були за біологічного ведення землеробства у польовій сівозміні в усіх варіантах обробітку ґрунту і без захисту посівів (контроль) – 42881-44967 МДж/га та в аналогічному варіанті на господарському контролі – 30566-35960 МДж/га.
17. За традиційного і біологічного ведення землеробства у сівозміні при інтенсивному використанні хімічних препаратів показники економічної ефективності вищі, ніж на контролі (без захисту посівів).
При отриманні в середньому за дві ротації сівозміни за біологічної системи землеробства в кількості 61,3 ц/га к.о. собівартість 1 ц к. о. становила 29,1 грн., рівень рентабельності 55,1 %, за традиційної відповідно 65,2 ц/га к.о., 28,7 грн. і 57,0 % при перевищенні витрат сукупної енергії в добривах на 15 %.
Найвищі економічні показники були у варіанті комбінованого обробітку ґрунту за традиційної і біологічної системи удобрення – найнижча собівартість 1 ц к. о. відповідно 27,9 і 28,8 грн. та найвищий рівень рентабельності: 61,5 і 56,2 %.
За біологічного ведення землеробства найвищу собівартість 1 ц к. о. забезпечує хімічний захист рослин – 26,3 грн. та найвищий рівень рентабельності – 71,1 %, за традиційного – ці показники становили 24,8 грн. і 81,1 %.
РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВу
1. У західному Лісостепу України сільськогосподарським підприємствам різних форм власності на землю, що спеціалізуються на вирощуванні екологічно чистої продукції рослинництва, для поліпшення родючості ґрунту і фітосанітарних умов вирощування сільськогосподарських культур та забезпечення продуктивності сіяних агрофітоценозів 60-65 ц/га к.о. рекомендується впровадження біологічної системи землеробства, що передбачає проектування (удосконалення) п’ятипільних сівозмін короткої ротації на принципах плодозміни за використання гною, вторинної продукції рослинництва (соломи, сидерату), оптимально-мінімальних доз мінеральних туків і інтегрованого захисту рослин.
2. На темно-сірому опідзоленому ґрунті Західного Лісостепу за умов біологічного землеробства для забезпечення продуктивності сівозміни 60-65 ц/га к. о. екологічно чистої продукції необхідно дотримуватись системи удобрення, розрахованої на запланований урожай у полях сівозміни: 1) вико-вівсяна сумішка – N20Р30К30 + сидерат (післяукісно редька олійна) - N30; 2) пшениця озима - N15Р40 + сидерат (гірчиця біла) - N40 + солома - N15 (загортання із соломою); 3) картопля + 50 т/га гною + N20Р40К40 + сидерат (гірчиця біла); 4) ячмінь ярий – Р30 + солома - N15 + сидерат післяжнивно (ріпак озимий) - N20Р30К30 + весняне підживлення ріпаку - N30; 5) кукурудза на силос – 50 т/га гною + N30Р60 + сидерат (ріпак озимий).
3. У польовій сівозміні для умов західного Лісостепу України необхідно здійснювати систему комбінованого (полицево-безполицевого) основного обробітку ґрунту в поєднанні з елементами біологічного землеробства. Вона полягає у періодичному поєднанні оранки ярусними плугами (ПЯ-3-35) один раз за ротацію сівозміни (4-5 років) під інтенсивні просапні культури, плоскорізного обробітку, а також мілкого обробітку (18-20 см) під основні і (14-16 см) культури проміжного вирощування.
4. На темно-сірому опідзоленому ґрунті західного Лісостепу України у системі біологічного землеробства для оперативного управління процесами росту й розвитку рослин, родючістю ґрунту та якістю продукції рекомендовано користуватися сучасними комп’ютеризованими технологіями на базі програми „Автоматизоване робоче місце агронома” („АРМ „Агронома”) – А. С. № 9234 від 15.01.2004 р. та розробленими математичними моделями родючості темно-сірого опідзоленого ґрунту.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Монографії, довідники, брошури, навчальні посібники
1. Шувар І. А. Наукові основи сівозмін інтенсивно-екологічного землеробства: Монографія. - Львів: Каменяр, 1998. - 224 с.
2. Гронська Н. С., Сушко І. І., Шувар І. А. Цільовий ринок сільськогосподарської техніки: Монографія. - Львів: ПП „Арал”, 2000. - 239 с.
3. Шувар І. А. Гірчиця біла в інтенсивному землеробстві. - Дрогобич: Дрогобицька районна друкарня, 1993.-27 с.
4. Шувар І. А. Зелені добрива: стан і перспективи використання. - Львів: Львівський ДСГІ, 1994.- 19 с.
5. Томашівський З.М., Шувар І. А. /За ред. І. А. Шувара. - Гербіциди: їх характеристика і застосування: Навч. посібник. - Львів: Інститут стратегічних досліджень, 1995.- 116 с.
6. Бегей С. В, Томашівський З. М., Бомба М. Я., Бегей С. С. Альтернативне рільництво: Навч. посібник. - Львів, 1996.- 75 с.
7. Шувар І. А. Сівозміни – основа інтенсифікації і біологізації землеробства. - .Львів, 1996.- 27 с.
8. Шувар І. А. Наукові і практичні основи використання культур проміжних посівів у ґрунтозахисному землеробстві. - Львів: ЛДСГІ, 1996.- 29 с.
9. Шувар І. А. Оптимізація поживного режиму ґрунту в інтенсивно-екологічному землеробстві. - Львів: ЛДАУ, 1997.-16 с.
Статті у наукових виданнях
10. Томашивский З. М., Шувар И. А., Мазур И. Б., Бинерт Б. И. Пожнивная горчица белая и урожай льна-долгунца // Земледелие. - 1992. - № 11-12. - С. 26-27.
11. Шувар І. А., Бінерт Б.І. Підвищення врожайності картоплі в західному регіоні України. - Зб. наук. праць Львівського с.-г. інституту. - Львів, 1992. -С.62-65
12. Шувар І. А., Бегей С.В. Агроекологічні аспекти інтенсивного землеробства західного регіону України // Проблеми екологічної освіти і виховання / Зб. наук.- методичних праць. - Львів, 1993.-Т.2.- С.181-183.
13. Томашівський З.М., Шувар І. А., Максимук Г.Ф. Продуктивність ярого ячменю залежно від удобрення, обробітку грунту та захисту рослин у сівозміні // Агротехнічні основи та шляхи удосконалення обробітку ґрунту, удобрення і захисту рослин у сівозміні /Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1995. - С.10-16.
14. Томашівський З.М., Шувар І. А., Романюк А. А. Вплив удобрення, обробітку ґрунту і захисту рослин на врожайність озимої пшениці // Агротехнічні основи та шляхи удосконалення обробітку ґрунту, удобрення і захисту рослин у сівозміні // Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1995. - С.17-21.
15. Шувар І. А. Агротехніка вирощування культур у післяжнивних посівах та використання їх врожаю // Ресурсозберігаючі технології вирощування сільськогосподарських культур / Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1995.-С. 32-35.
16. Шувар І. А. Біологізація технології вирощування картоплі у західному регіоні України // Ресурсозберігаючі технології вирощування сільськогосподарських культур / Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1995.- С. 68-70.
17. Шувар І. А. Екологічні аспекти плодозмінних сівозмін за умов земельної реформи // Сучасні проблеми реалізації земельної реформи в Україні. - Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1996.- С.111-113.
18. Шувар І. А. Сівозміни сучасного землеробства // Сільський господар. -1996.- №2-6.- С. 6-7.
19. Шувар І. А., Шувар А. М. Теорія і практика знищення та використання бур’янів // Сільський господар. -1996.- №2-6.- С.12-13.
20. Томашівський З.М., Періг Г.Т., Шувар І. А, Юрчишин О.Я. Продуктивність картоплі в сівозміні та деякі фізичні властивості ґрунту залежно від способів обробітку ґрунту, удобрення та захисту рослин // Сучасні напрямки інтенсифікації землеробства і тваринництва західного регіону України / Зб. наук. праць Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1996. - С.20-32.
21. Шувар І. А. Агроекологічні основи оптимізації продуктивності сівозмін західного Лісостепу України // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - 1996.- №1.- С.146-148.
22. Шувар І. А. Проміжні посіви в біологізації землеробства західного Лісостепу України // Шляхи підвищення безпеки життєдіяльності /Зб. статей, присвячений 20-ти річчю кафедри „Безпека життєдіяльності” Львівського державного аграрного університету. Львів, 1997.- С.81-83.
23. Шувар І. А., Бінерт Б.І. Удосконалення сівозмін сучасного землеробства // Золотий колос. - Львів. -1997.- Вип. 2.- С.78-79.
24. Шувар І. А., Виговський О.П. Резерви збереження агроландшафтів західного регіону України // Проблеми реформування земельних відносин в умовах західного регіону України. - Вісник Львівського державного аграрного університету. – Львів: Українські технології, 1997.- № 1.- С.266-270.
25. Шувар І. А. Проміжні культури як один із чинників ефективного функціонування сіяних агроценозів: Вісник Львівського державного аграрного університету. – Львів: Українські технології, 1997.- № 1. - С.320-327.
26. Шувар І. А. Продуктивність культур у сівозмінах за умов біологізації землеробства // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - Львів, 1998.- № 3.- С.22-31.
27. Шувар І. А. Агроекологічні аспекти зменшення забур’яненості у полях сівозміни //Актуальні проблеми медицини, біології, ветеринарії і сільського господарства // Зб. наук. статей. - Львів: Віче, 1998.- С.313-315.
28. Шувар І. А., Бінерт Б.І. Урожай починається з сівозміни // Сільський господар. - 1999. - № 1-2. - С.9.
29. Шувар І. А. Вплив систем удобрення та способів обробітку ґрунту у сівозміні на його пористість та об’ємну масу // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - Львів, 1999. - №4.- С.90-97.
30. Шувар І. А., Погорецький А.В., Малєжик А.Є., Люта І.Т. Проектно-технологічний центр "Агрософт" на шляху розв’язання проблем фермерства // Сільський господар. -1999.- № 7-8. -С.20-21.
31. Шувар І. А. Економічна і екологічна оцінка сівозмін // Сільський господар. -2000.- № 1-2.-С.5-6.
32. Бегей С.В., Бомба М.Я., Шувар І.А. Бінерт Б.І., Періг Г.Т., Мазур І.Б., Бегей С.С. Енергоощадному рільництву немає альтернативи // Сільський господар. - 2000. - № 5-6. - С. 8-11.
33. Шувар І. А. Основні аспекти комплексної біологізації землеробства західного регіону України // Вісник державної агроекологічної академії України: Проблеми виробництва екологічно чистої сільськогосподарської продукції (спецвипуск). - Житомир, 2000. - С. 63-64.
34. Шувар І. А. Оптимізація продуктивності сіяних агроценозів західного Лісостепу України // Сільський господар. - 2000. - № 5-6. - С. 53-56.
35. Шувар І. А. Технологічно-організаційні основи оптимізації виробничих проектів у землеробстві // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження. - 2000. - № 4. - С. 95-102.
36. Шувар І.А., Бінерт Б.І., Мазур І.Б., Хмиз В.Т. Технічний базис процесу вирощування картоплі за удосконаленою технологією // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агроінженерні дослідження. - 2000.- № 4.- С. 102-107.
37. Гронська Н.С., Сушко І.І. Шувар І.А. Проблеми підприємництва в АПК України // Вісник Нац. університету „Львівська політехніка” № 417 (Менеджмент та підприємництво в Україні: етапи становлення і проблеми розвитку). - 2001. - С.77-82.
38. Шувар І.А., Бінерт Б.І. Адаптивна енергоощадна технологія вирощування картоплі // Сільський господар. - 2001. - № 1-2.- С. 26-28.
39. Бегей С.В., Бінерт Б.І., Шувар І.А. Моделювання продуктивності трав’яної ланки сівозміни // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - Львів, 2001.- № 5.- С.75-79.
40. Шувар І.А. Проблеми біологізації сучасного землеробства і забур’яненості сіяних агроценозів // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - Львів, 2001.- № 5.- С.90-97.
41. Шувар І.А., Бінерт Б.І. Особливості технології вирощування гречки в Західному регіоні України // Сільський господар. - 2001. - № 7-8. - С. 14-16.
42. Шувар І.А. Особливості біологізації землеробства в умовах достатнього зволоження // Вісник аграрної науки Причорномор’я: Соціально-екологічні проблеми природокористування та екології. - Миколаїв: Миколаївська державна аграрна академія, 2001. - Спецвипуск 3 (12). - Т.2. - С. 124-130.
43. Шувар І.А. Оптимізація параметрів родючості темно-сірого лісового грунту за умов біологізації землеробства західного Лісостепу України // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія, 2002. - № 6. - С. 50-57.
44. Шувар І.А., Бінерт Б.І., Лихочвор В.В., Хмиз В.Т., Кіц О.П., Шувар А.М. Вдосконалення системи сівозмін у господарствах різних форм власності - вимога часу // Сільський господар. - 2002. - № 7-8. - С. 23-26.
45. Шувар І. А. Агроекологічні умови формування продуктивності сільськогосподарських культур у сіяних агрофітоценозах західного Лісостепу України // Біологічні науки і проблеми рослинництва: Зб. наук. праць Уманського державного аграрного університету. - Умань, 2003. - С. 677-681.
46. Шувар І.А. Агроекологічні аспекти формування продуктивності сіяних агроценозів західного Лісостепу України // Вісник Львівського державного аграрного університету: Агрономія. - 2003. - № 7. - С. 372-379.
47. Andruszkiv M., Szuwar A., Koszul H., Szuwar І. Wpływ różnych systemów nawożenia na plonowanie i jakość lnu długowłóknistego (стаття) Zeszyty naukowe Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie Nr 399 (Sesja naukowa.- Zeszyt 89) Gospodarowanie metodami ekologicznymi na tle zrównoważonego rozwoju południowo-wschodniej Polski. - Krakуw, 2003. - S.53-58.
48. Шувар І.А. Важливі резерви родючості лану у біологічному землеробстві // Сільський господар. - 2004. - № 1-2. - С.35-38.
49. Шувар І.А., Бінерт Б.І., Мазур І.Б.Особливості технології вирощування ячменю ярого у західному Лісостепу України //Сільський господар. - 2004.- № 5-6.- С.33-35.
50. Шувар І.А. Особливості формування продуктивності сіяного агроценозу за умов біологізації землеробства //Аграрний вісник Причорномор‘я. - Зб. Наук. праць: Біологічні та сільськогосподарські науки. –2004. - Вип. 26. – Ч. 1. – С. 106-111.
Тези доповідей та матеріали наукових конференцій
51. Томашівський З.М., Шувар І.А., Бомба М.Я. Елементи біологізації землеробства в умовах ведення селянського /фермерського/ господарства // Проблеми українського села та шляхи їх вирішення / Тези доповідей науково-практичної конференції (8-9 липня, 1992 р.). - Стрий, 1992. - С.67-68.
52. Томашивский З.М., Бомба М.Я., Шувар И.А., Периг Г.Т., Ковальчук Ю.А., Мазур И.Б. Экологические аспекты возделывания сельскохозяйственных культур в западной Лесостепи Украины // Экологические проблемы аграрного производства: Эколого-ландшафтное районирование, развитие адаптивного растениеводства и производства экологически чèстой продукции. Симпозиум 2 / Тезисы докладов межрегиональной научно-практической конференции. - Днепропетровск, 1992. - С.114.
53. Томашівський З.М., Шувар І.А. Біологізація землеробства фермерських господарств західного регіону України // Фермерство: вчора сьогодні, завтра / Тези доп. науково-практичної конференції. - Львів: Стожари, 1993.-С. 129-132.
54. Томашівський З.М., Шувар І.А. Інтродукція кормових культур для біологізації землеробства західного регіону України // Інтродукція харчових і кормових рослин /Матеріали наукової конференції. - Київ: ЦБС АНУ, 1994.- С.26-27.
55. Томашівський З.М., Шувар І.А. На шляху до біологізації землеробства // Сучасні методи досліджень в агрономії (8-10 червня 1993 р.) / Тези доповідей міжнародної конференції. - Умань, 1993.- С.38-39.
56. Шувар І.А. Агроекологічні аспекти підвищення продуктивності сівозмін в умовах західного Лісостепу України // Матеріали науково-практичної конференції викладачів і аспірантів агрономічного факультету за 1992 рік. - Львів: Львівський с.-г. інститут, 1993.- С.18-19.
57. Шувар И.А. Экологические аспекты плодосменных севооборотов // Биоконверсия органических отходов и охрана окружающей среды / Материалы международного симпозиума (28-30 ноября 1994 г.).- Киев, 1994. -С.17.
58. Томашівський З.М., Шувар І.А. Врожайність зернових культур за умов біологізації землеробства // Україна в світових земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах / Тези міжнародної конференції (11-14 грудня 1995 р.).- Вінниця: Аграрна наука, 1995.- С.132-133.
59. Шувар І.А. Інтенсифікація і біологізація агроекосистем посівами проміжних культур // Україна в світових земельних, продовольчих і кормових ресурсах і економічних відносинах / Тези міжнародної конференції (11-14 грудня 1995р.).- Вінниця: Аграрна наука, 1995.- С.136-137.
60. Томашівський З.М., Шувар І.А. Вплив біологічної системи землеробства на продуктивність сівозмін і родючість грунту // Проблеми агропромислового комплексу України: стан і перспективи / Тези наук. конф., присвяченої 140-річчю заснування Львівського державного с.-г. інституту. - Львів, 1996.-С.54-55.
61. Томашівський З.М., Шувар І.А., Максимук Г.Ф., Романюк А.А. Врожайність зернових культур у сівозміні за умов біологізації землеробства /Тези міжнародної наукоко-практичної конференції, присвяченої 75-річчю Подільської державної аграрно-технічної академії. - Чернівці: Буковина, 1996.- С. 98.
62. Шувар І.А. Біологізація землеробства: реалії і перспективи / Всеукраїнська науково-практична конференція 7-8 жовтня 1997 р.- Львів: Львівська комерційна академія, 1997. - С.22-23.
63. Гронська Н.С., Сушко І.І., Шувар І.А. Пріоритетні напрями реформування агропромислового комплексу України // Регіональні проблеми розвитку агропромислового комплексу України: стан і перспективи вирішення / Матеріали міжнародної науково-практичної. конференції (21-22 березня 2000 р.). - Київ: Знання, 2000. - С. 148-149.
64. Шувар І.А., Періг Г.Т., Бінерт Б.І., Мазур І.Б.Оптимізація продуктивності сівозмін біологічного землеробства // Оптимізація структури агроландшафтів і раціональне використання ґрунтових ресурсів /Тези всеукраїнської. науково-практичної конференції 4-7 липня 2000 р. - Київ: ДІА, 2000. - С.125-126.
65. Шувар І.А. Вирощування сільськогосподарських культур у сівозмінах сучасного землеробства // Вчені Львівського державного аграрного університету - виробництву. - Львів: Львівський державний аграрний університет. - 2002. - Вип. ІІ. - С.23-26.
66. Шувар І. А. Ресурси біологізації землеробства західного Лісостепу України // Еколого-економічні проблеми розвитку АПК / Матеріали міжнародної науково-практичної конференції, присвяченої 10-й річниці Конференції ООН з питань охорони навколишнього середовища та розвитку (25-27 вересня 2002р.). - Львів: Львівський державний аграрний університет, 2002.- Т 1.-С. 123-130.
67. Шувар І. А. Біологічне землеробство: проблеми ефективного використання орних земель і збереження енергії // Динаміка наукових досліджень „2003” / Матеріали II міжнародної науково-практичної конференції. Сільське господарство (20-27 жовтня 2003 р.). - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2003. - Т. 12. - С.47-48.
68. Шувар І. А., Шувар А. І. Сівозміни короткої ротації у сучасному землеробстві// Динаміка наукових досліджень „2004” / Матеріали VІI міжнародної науково-практичної конференції. Сільське господарство (10-15 лютого 2004 р.). - Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. - Т. 68. - С.68-69.
69. Шувар І. А. Адаптація бур’янів у сіяних агроценозах за умов біологізації землеробства західного Лісостепу України //Онтогенез рослин у природному та трансформованому середовищі. Фізіолого-біохімічні та екологічні аспекти/ Матеріали II міжнародної конференції 18-21 серпня 2004 р.- Львів, 2004. – С. 120.
70. Шувар І. А. Ефективність плодозмінної сівозміни сучасного біологічного землеробства // Динаміка наукових досліджень ’2004” /Матеріали ІII міжнародної науково-практичної конференції. Сільське господарство (21-30 червня 2004р.). – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2004. - Т.15.- С. 40-42.
Інформаційні листки
71. Шувар И. А. Элементы интенсивно-экологической системы земледелия. - Информационный листок № 2281-91.- Львов: Львовский МТЦНТИ,1991.- 3 с.
72. Томашивский З.М., Шувар И. А., Свитлык В.Г. Экологизация интенсивных севооборотов. - Информационный листок №206-92.- Львов: Львовский ЦНТЭИ, 1992.- 4 с.
73. Шувар И. А. Опыт использования горчицы белой в биологизации земледелия. - Информационный листок № 207-92. - Львов: Львовский ЦНТЭИ, 1992. - 4 с.
74. Томашівський З.М., Шувар І. А.Інтенсивна технологія вирощування картоплі. - Інформаційний листок №014-93.- Львів: Львівський ЦНТЕІ,1993.- 4 с.
75. Бегей С.В., Шувар І. А. Проміжні культури в біологізації землеробства. - Інформаційний листок №016-93.- Львів: Львівський ЦНТЕІ, 1993.- 4 с.
76. Томашівський З.М., Шувар І. А., Бінерт Б.І., Мазур І.Б. Нетрадиційні методи боротьби з бур’янами в ланці сівозміни. - Інформаційний листок №046-93.- Львів: Львівський ЦНТЕІ, 1993.- 5 с.
77. Шувар І. А. Ефективність сівозмін в інтенсивно-екологічному землеробстві. - Інформаційний листок №044-93. - Львів: Львівський ЦНТЕІ,1993.- 4 с.
Рекомендації
78. Проміжні культури як важливий елемент інтенсифікації і біологізації землеробства: Рекомендації / Томашівський З. М., Бегей С.В., Шувар І. А., Бінерт Б.І., Періг Г. Т., Дубковецька М. Д. - Львів: Львівський державний сільськогосподарський інститут, 1995. - 13 с.
79. Сівозміни в землеробстві України /С. М. Рижук, В. І.Сорока, В. А. Жилкін, О. Г. Тараріко, В.Ф.Сайко, П. І. Бойко, І. Т. Слюсар, В.Ф. Камінський, Л. І. Шиліна, В. О. Бородань, О. О. Артюшенко, Ю. І. Сологуб, І. П. Шевченко, І. М. Вергунова, Н. П. Коваленко, Є. М. Лебідь, Л. М. Десятник, В. Ф. Губенко, Л. А. Барштейн, І. С. Шкаредний, А. В. Волянський, В. А. Дишловий, М. С. Гаврилюк, І. С. Шаповал, Л. В. Чуприна, Д. С. Добряк, М. І. Шквар, М. Д. Волощук, Л. В. Дука, О. Й. Качмар, З. М. Томасівський, С. В. Бегей, Г. Т. Періг, М. Я. Бомба, І. А. Шувар, Б. І. Бінерт, Л. В. Пишнюк, М. М. Климчук, В. В. Гулковський, В. С. Бистрицький, В. А. Вишневський, А. А. Андрієнко, І. В. Аксьонов, А.Є.Мінковський, А. П. Коваленко, І. І. Андрусенко, А. М. Коваленко, І. І. Андрусенко, А. М. Коваленко, О. Д. Вітанов, В. А. Розторгуєв, І. В. Гриник, О. І. Бакун, М. М. Назаренко, О. В. Єгоров, І. І. Боднарчук, Г. І. Кунича, В. М. Польовий, В. В.Якубовська, М. Г. Панасюк, А. М. Пастух, Г. І. Савченко, В. І. Тараненко, А. В. Рибкін, І. П. Браженко, О. П. Райко, В. В. Гангур, Л. Г. Хоненко, М. М. Попов, О. С. Волошин, М. І. Черечукін, В. С. Шабатов, А. М. Гуща, В. М. Сінченко, А. Ю. Андрюшко / За ред. В. Ф. Сайка, П. І. Бойка: Рекомендації. - Київ: Аграрна наука. - 2002. - 147 с.
80. Агроекологічні основи високоефективного вирощування польових культур у сівозмінах біологічного землеробства: Рекомендації / І. А. Шувар, С. В. Бегей, З. М. Томашівський, М. І. Андрушків, А. М. Шувар, І. М. Стефанишин, І. Д. Мізерник, Б. М. Іваницький, І. Т. Мисак, Г. М. Івасишин; за ред. І. А. Шувара - Львів: Українські технології, 2003. - 36 с.
Авторські свідоцтва
81. А. С. № 9234. Україна. Комп’ютерна програма „Автоматизоване робоче місце агронома („АРМ” Агронома”). Люта І. Т., Малєжик А. Є., Погорецький А. В., Стефанишин І. М., Шира А. І., Шувар І. А. Зареєстровано Міністерством освіти і науки та Державним департаментом інтелектуальної власності України від 15.01.2004 р.
АНОТАЦІЯ
Шувар І. А. Наукові основи підвищення продуктивності сівозмін та родючості ґрунту в традиційному і біологічному землеробстві західного Лісостепу України. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.01 – загальне землеробство. – Інститут землеробства УААН, Київ, 2005.
Теоретично обґрунтовано і практично реалізовано шляхи поліпшення родючості темно-сірого опідзоленого грунту західного Лісостепу України та збільшення продуктивності сівозміни за умов біологічного землеробства.
Встановлено закономірності зміни родючості ґрунту на різних агрофонах під впливом різних систем обробітку ґрунту та захисту рослин, оптимальні рівні удобрення, комплексного впливу обробітку ґрунту на актуальну і потенційну забур’яненість, мікробіологічний і фітосанітарний стан поля, баланс поживних речовин ґрунту польової сівозміни, вміст нітратів, залишків важких металів, пестицидів у грунті та вирощеній продукції.
Розроблено моделі родючості на основі агрофізичних, агрохімічних і біологічних показників, які забезпечують продуктивність польової сівозміни 60-65 ц/га кормових одиниць, комп’ютерну програму регулювання продукційними процесами у сівозміні. Здійснено біоенергетичну і економічну оцінку продуктивності сівозмін біологічного землеробства
Ключові слова: біологічне землеробство, родючість ґрунту, продуктивність сівозміни, моделювання, якість продукції.
АННОТАЦИЯ
Шувар И. А. Научные основы повышения продуктивности севооборотов и плодородия почвы в традиционном и биологическом земледелии западной Лесостепи Украины. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.01 – общее земледелие. Институт земледелия УААН, Киев, 2005.
Сделан научный анализ состояния изученности проблемы, теоретически обосновано и практически реализовано новое направление в современном биологическом земледелии западной Лесостепи Украины по пути повышения плодородия темно-серой оподзоленной почвы и продуктивности севооборота.
Установлены закономерности изменения плодородия почвы на разных агрофонах под воздействием систем обработки почвы и защиты растений. Наибольшее количество водопрочных агрегатов (62,6%) образуется на варианте модели биологического земледелия (внесено в среднем на 1 га севооборотной площади 24 т навоза + N47Р46К20 – оптимально-минимальные дозы минеральных удобрений + 14 т сидератов +1,2 т соломы зерновых культур) и комбинированной обработки почвы в пахотном и подпахотном слоях, что на 2,9 % превышает хозяйственный контроль (24 т навоза +N86Р64К84).
На варианте модели биологического земледелия плотность сложения почвы в среднем на 2,4-2,9% меньше, чем на хозяйственном контроле и более всего отвечает оптимальному значению (1,1-1,3 г/см3). Лучшие условия для уменьшения этого показателя создаются в слое 0-30 см на варианте биологизации земледелия 1,22-1,32 г/см3 и на хозяйственном контроле 1,25-1,36 г/см3 при комбинированной обработке почвы .
В полевом севообороте при биологизации земледелия по сравнению с хозяйственным контролем достигнуто оптимальных параметров при использовании разноглубинной основной обработки почвы (общепринятая обработка почвы – контроль – вспашка плугами ПЛН-4-35, чизельная – обработка ПЧ-2,5, комбинированная – вспашка ПЯ-3-35). При условии биологизации земледелия на варианте комбинированной системы обработки почвы достигнуто гомогенности её строения пахотного слоя и перед уборкой урожая культур твёрдая фаза составляла в среднем 48,2%, общая пористость – 51,8% от всего объема почвы, а на хозяйственном контроле показатель твёрдой фазы был на 2,2 % меньше.
Выполнение рекомендуемых условий биологизации земледелия обеспечивает не только уравновешенный, но и положительный баланс гумуса в севообороте.
Установлено закономерности изменения актуальной и потенциальной засоренности, микробиологического и фитосанитарного состояния поля, содержания нитратов, остатков тяжёлых металлов, пестицидов в почве и выращенной продукции в зависимости от изучаемых факторов.
Продуктивность полевого севооборота на варианте биологизации земледелия за две ротации составила 61,9 ц/га кормовых единиц, а при традиционной органо-минеральной системе удобрения – на 5,5% выше. Выход переваримого протеина в обеих севооборотах был практически одинаковым (5,4 ц/га), по обеспеченности кормовой единицы переваримым протеином биологическая система земледелия превысила традиционную на 2,3 г.
С целью оперативного и эффективного управления процессами роста и развития сельскохозяйственных растений и плодородием почвы в хозяйствах необходимо широко использовать современную компьютерную программу „Автоматизированное рабочее место агронома” („АРМ „Агронома”) – А.С. № 9234 от 15.01.2004 г., а также разработанные нами на основе агрофизических, агрохимических и биологических показателей оптимизационные модели плодородия почвы, обеспечивающие получение с 1 га севооборотной площади 60-65 ц кормовых единиц дешёвой экологически чистой продукции, поддержание равновесия в агроэкосистеме.
Осуществлено энергетическую и экономическую оценку продуктивности севооборота биологического земледелия в условиях западной Лесостепи Украины.
Ключевые слова: биологическое земледелие, плодородие почвы, продуктивность севооборота, моделирование, качество продукции.
annotation
Shuvar I.A. Scientific principles of the increase in crop rotation productivity and of soil fertility in traditional and biological agriculture of the western Forest-Steppe zone of Ukraine. - Manuscript.
Dissertation for the degree of Doctor of Agricultural Sciences in the speciality 06.01.01 – general agriculture. Institute of Agriculture of the UAAS, Kyiv, 2005.
The ways of the improvement of dark gray podzolized soil fertility of the western Forest-Steppe of Ukraine and the increase in crop rotation productivity in the conditions of biological agriculture are grounded and realized theoretically and practically. The regularities of soil fertility changes against different agricultural backgrounds under the influence of various tillage and plant protection systems, the optimum fertilization levels, complex influence of tillage on actual and potential weediness, microbiological and phytosanytary state of the field, soil nutrient balance of field crop rotation, nitrate, heavy metal residue, pesticide content in the soil and grown production have been established.
The fertility models on the basis of agrophysical, agrochemical and biological indices providing the productivity of crop rotation of 60-65 hkg/ha of feed units, the computer program of production process control in crop rotation are worked out.
Besides the biology and economic evaluation of crop rotation productivity of biological agriculture is carried out.
Key words: biological agriculture, soil fertility, crop rotation productivity, simulation, product quality.