Екобіологічні заходи реалізації потенціалу продуктивності гороху в умовах північного Степу України

Abstract

Наукова новизна одержаних результатів визначається тим, що в процесі реалізації програми досліджень і аналізу одержаних результатів вперше в умовах Північного Степу України: • розроблено нові науково обґрунтовані елементи екобіологічних технологій вирощування різних за морфотипом сортів гороху; • визначено найбільш оптимальні параметри застосування бактеріальних добрив, регуляторів росту, засобів біозахисту рослин протягом вегетації рослин гороху листочкового і вусатого морфотипів. • удосконалено існуючі елементи технологій екологізації вирощування різних за морфотипом сортів гороху. • набули подальшого розвитку: наукові положення про особливості росту й розвитку рослин гороху, формування врожайності та якості зерна залежно від сортового морфотипу та дії біопрепаратів, регуляторів росту, мікродобрив та біологічних засобів захисту рослин. Практичне значення одержаних результатів. Рекомендовані виробництву технологічні прийоми вирощування гороху забезпечують одержання врожайності зерна 2,1-2,4 т/га, а в сприятливі за зволоженістю роки навіть 3,0-3,7 т/га з рівнем рентабельності 41,9–52,4 %. Виробничу перевірку і впровадження результатів досліджень здійснено у Державному підприємстві Дослідне господарство «Дніпро» ДУ ІЗК НААН України, а також господарствах Дніпропетровської області на площі 1,3 тис. га., зокрема СФГ «Агроінтер» Синельниківського району та АВ ТОВ «Агроцентр-К» Пятихатського району. У дисертації узагальнені експериментальні дослідження та наведено вирішення наукової задачі, що полягає у вдосконаленні елементів технології вирощування гороху в Північному Степу України шляхом застосування сучасних біопрепаратів та стимуляторів росту, які дозволяють підвищити врожайність та якість зерна бобової культури. Дослідженнями встановлено, що оптимальні умови для формування площі листкової поверхні у рослин гороху залежать, в першу чергу, від оптимізації умов живлення при поєднанні різних бактеріальних препаратів. Зокрема, інокуляція сортів гороху Харківський янтарний та Харківський еталонний фосформобілізуючими бактеріями на удобреному фоні (N20P40) сприяє приросту площі листкової поверхні порівняно із контролем відповідно на 13,3 та 11,6%. Найбільш сприятливі умови для формування підвищених показників чистої продуктивності фотосинтезу у рослин гороху відмічаються за інокуляції насіння дво- або три- компонентними сумішами мікробних препаратів (фосфор мобілізуючі бактерії (ФМБ) + ризогумін; фосфор мобілізуючі бактерії (ФМБ) + поліміксобактерин (ПМБ) + ризогумін), особливо на фоні внесення азотно - фосфорних добрив в помірних дозах (N20P40) де відмічена тенденція зростання чистої продуктивності фотосинтезу на 6%. Використання активних штамів бульбочкових бактерій для передпосівної обробки насіння гороху збільшувало їх загальну кількість на коренях рослин, особливо за інокуляції фосфоромобілізуючими штамами бактерій (ФМБ) і поліміксобактерином (ПМБ) до 32-36 шт./рослину, або в 1,3 рази. Застосування багатокомпонентних мікробіологічних препаратів за різного поєднання, і зокрема, трикомпонентної суміші (ФМБ + ризогумін + ПМБ), сприяє підвищенню утворення як загальної кількості, так і активних форм бульбочок на коренях рослин гороху в 1,3-2,0 рази, покращання мінерального живлення, і як наслідок, підвищення рівня врожайності зерна бобової культури. Починаючи з появи третього листка гороху кількість бульбочок на коренях рослин у динаміці поступово зростає, досягаючи максимуму у фазу цвітіння з подальшим зменшенням до фази достигання зерна. Показники врожайності зерна середньораннього листочкового сорту гороху Харківський янтарний мали тенденцію до підвищення порівняно з вусатим сортом Харківський еталонний у середньому на 0,02-0,12 т/га (4-5%). Передпосівне внесення мінеральних добрив N20P40 сприяло підвищенню загального рівня врожайності зерна до 3,8-10,6%. Застосування хімічних і біологічних препаратів та їх бакових сумішей взагалі сприяє підвищенню урожайності зерна гороху до 14,0%, особливо за обробки вегетуючих рослин водорозчинним добривом кристалон, або сумісно в баковій суміші з препаратами актофіт і агат-25К. Порівнюючи з обробкою у фазу 2-3 листків, ефективність хімічних препаратів захисту (біопрепаратів фунгіцидного і інсектицидного спрямування) у фазу 7-8 листків підвищується, залежно від фону живлення на 6,2-8,2%, або на 0,26-0,30 т/га, особливо при поєднанні з актофітом, через більшу поширеність хвороб на рослинах у цей період. Максимальну ефективність від обробки посівів гороху в різні фази розвитку рослин забезпечувало застосування препаратів кристалон та агат-25К, а також їх дво- та трикомпонентних сумішей (з додаванням препарату актофіт), особливо при вирощуванні сорту гороху Харківський еталонний, що забезпечує на удобрених фонах (N20P40) за внесення у фазу 2–3 листків приріст врожайності відповідно 0,34; 0,20; 0,24 та 0,35 т/га та рівня рентабельності виробництва 46,0; 40,6; 42,0 та 40,4%. У фазу 7–8 листків раціональніше застосовувати препарат агат-25К, що забезпечує за удобрення (N20P40) рівень рентабельності виробництва зерна (до 37,9–42,9%). Використання бактеріальних препаратів на основі азотфіксуючих і фосфоромобілізуючих препаратів в технології вирощування гороху сприяло підвищенню рівня загальної продуктивності рослин, в середньому, на 8,7- 15,2% (1,3-2,3 ц/га). За результатами досліджень найбільш ефективними, серед досліджуваних препаратів, виявилися активні штами фосформобілізівних бактерій (ФМБ). Ефективність окремого застосування цих препаратів практично не змінювалася порівняно із застосуванням їх у баковій суміші з комплексними мікродобривами, за половинної, від рекомендованої, норми витрат у складі дво-, або трикомпонентної суміші. Покращання якості зерна гороху залежало не тільки від внесення мінеральних добрив, але й від біологічних препаратів. Зокрема, за інкрустації насіння для підвищення збору протеїну найдоцільніше використовувати реаком, мікосан та агат, при інокуляції – ризогумін та його поєднання з ПМБ і ФМБ, за обробки рослин у фазу 2-3 листків з цією метою краще застосовувати кристалон або його суміш з агатом і актофітом, а у фазу 7-8 листків доцільніше обирати високоефективні препарати актофіт, агат або їх поєднання з кристалоном. The scientific novelty of the obtained results is determined by the fact that in the process of realization of research program and analysis of the obtained results: For the first time in the conditions of the Northern Steppe of Ukraine: • the new scientifically justified elements of ecobiological technologies of growing of different morphotypesof pea varieties have been developed; • the most optimal parameters of the use of biological preparations, growth regulators, microfertilizers with biological means of plant protection, as at the beginning of their development, and during the vegetation of morphotypes of foliar peas and peas with tendrils were determined. It is improved: • existing elements of ecologization growing technology of different morphotypes of pea varieties. Further development was received: • scientific positions on the peculiarities of the growth and development of pea plants, the formation of yield and quality of grain depending on the variety morphotype and the effect of biological preparations, growth regulators, microfertilizers with application of biological plant protection means. The practical value of the received results. The technological methods of peas growing recommended for production provide grain yields on the level 2.1-2.4 t / ha, and in favorable years, even 3.0-3.7 t / ha with level of profitability 41.9-52.4%. The industrial checking and introduction of research results was carried out at the State Enterprise Experimental Farm Dnipro of the State Establishment Institute of Grain Crops of NAAS of Ukraine, as well as in the farms of the Dnipropetrovsk region on the area 1.3 thousand hectares, in particular agricultural farm "Agro Inter" of Synelnykivskyidistrict and agroindustrial limited liability company "Agrocentr-K" of Pyatykhatskyi district. The dissertation summarizes experimental researches and provides a solution to the scientific problem of improving the elements of peas growing technology in the Northern Steppe of Ukraine through the use of modern biological preparations, growth stimulants and chemical preparations that increase the yield and quality of bean crop. The research have established that optimum conditions for the formation of the area of the leaf surface in peas plants are primarily dependent on the optimization of nutritional conditions when combined with different bacterial preparations. In particular, the inoculation of pea varieties Kharkivskyi yantarnyi and Kharkivskyi standard with phosphorus - mobilizing bacteria (PhMB) on the fertilized background (N20P40) promotes to an increase in the leaf area compared with control, respectively, up on 13.3 and 11.6%. The most favorable conditions for the formation of increased indexes of netphotosynthesisproductivity of plants of examined peas varieties are marked by inoculation of seeds with two- or three-component mixtures of microbial preparations (PhMB + Risogumin, PhMB+ PMB+ Risogumin ), especially on the background of application of nitrogen-phosphorous fertilizers in moderate doses (N20P40) where the tendency of growth of net photosynthesisproductivity up on 6% was observed. The use of active strains of nodule bacteria for presowing treatment of pea seeds increased their total amount at the roots of plants, especially when inoculated with phosphorus - mobilizing strains of bacteria (PMB) and Polymicobacterin (PMB) to 32-36 units / plant, or in 1.3 times. The use of multicomponent microbiological agents in various combinations, in particular, the three-component mixture (PhMB + Rizogumin + PMB), promotes the formation of both total and active forms of nodules on pea roots in 1.3-2.0 times, improves the mineral nutrition, and as a consequence an increase in the level of yield formation of bean crop. Starting from the appearance of the third leaf of peas, the number of nodules on the roots of plants in dynamics gradually increases, reaching a maximum in the flowering phase with a subsequent decrease to the ripeningstage of grain. The indexes of grain yields of the middle-early-ripening leafy pea variety of Kharkivskyiyantarnyishowed a tendency to increase, on average, up on 0.02-0.12 tons per hectare (4-5%) compared to the runner-variety Kharkivsky standard. Presowing application of mineral fertilizers in the dose of N20P40promoted to increase in the total grain yield in the range of 3.8-10.6%. The use of chemical and biological preparations and their tank mixtures in general promotes to increasing the yield grain of pea up to 14.0%, especially for the treatment of vegetative plants with water-soluble fertilizer Crystallone, or together in thetank mixture with preparations Aktophyte and Agate-25K. Comparing with the treatment in the phase of 2-3 leaves, the effectiveness of chemical protective preparations (biological preparations of fungicidal and insecticidal direction) in the 7-8-leaf phase increases, depending on the background of nutrition up to 6.2-8.2%, or 0.26-0.30 t / ha, especially when combined with Actophyte, due to the higher prevalence of plant diseases in this period. The maximum efficiency of peas treatment in different phases of development of plants provided the use of preparations Crystallone and Agate-25K, as well as their two- and three-component mixtures (with the addition of the preparation Actophyte), especially in the growing of pea Kharkivskyi standard, which provides on fertilized backgrounds (N20P40 ) at application into the phase of 2-3 leaves increase yield, respectively, 0,34; 0.20; 0.24 and 0.35 t / ha and the level of profitability of production 46.0; 40.6; 42.0 and 40.4%. It is more rational to use preparation Agate-25K at the phase of 7-8 leaves of peas which provides by fertilization (N20P40) the maximum level profitability of grain production (up to 37.9-42.9%). The use of bacterial preparations based on nitrogen fixing and phosphor -mobilizing preparations in peas growing technology increased the average total plant productivity by 8.7-15.2% (1.3-2.3 centners / ha). According to the results of the research, the most effective, between the studied preparations, were active strains of phosphor-mobilizing bacteria (PhMB). The effectiveness of the individual application of certain preparations practically did not change compared with their application in the tank mix with complex microfertilizers, half the recommended rate of expenditure in the two or three-component mixture. Improving the quality of grain peas depended not only on the application of mineral fertilizers, but also on the use of biological preparations. In particular, for incrustation of seeds, to increase the protein content, it is most appropriate to use Reakom,Mikosan and Agate, with inoculation- Rizogumin and its combination with PMB and PhMB, for the treatment of plants in the 2-3-leaf phase, for this purpose it is better to use Crystallone or its mixture with Agate and Actophyte, and in the phase of 7-8 leaves it is expedient to use highly effective preparations Actophyte, Agate or their combination with Crystallone.