Формування продуктивності гібридів кукурудзи різних груп стиглості залежно від регуляторів росту в умовах підзони Північного Степу України

Abstract

У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення актуального наукового завдання, що полягає в удосконаленні агротехнічних заходів вирощування кукурудзи з урахуванням погодних умов, морфобіологічних особливостей різностиглих гібридів кукурудзи, їхньої реакції на застосування стимуляторів та регуляторів росту, рістрегулюючих препаратів, біологічно активних речовин, мікродобрив з метою підвищення продуктивності цієї зернової культури та стабілізації валових зборів зерна в Північному Степу. Вперше в умовах підзони Північного Степу України зроблено оцінку ефективності та виявлено найбільш ефективні та раціональні регулятори росту рослин, досліджено особливості динаміки росту, розвитку рослин, формування елементів структури врожаю та фітосанітарного стану гібридів кукурудзи різних груп стиглості. Кукурудза є важливою зерновою культурою Північного Степу України. В останні десятиліття у зв’язку зі зміною кліматичних умов, подорожчанням енергоресурсів, переорієнтацією пріоритетів розвитку галузі рослинництва на фоні скорочення використання органічних і мінеральних добрив, погіршенням фітосанітарного стану, запровадженням короткоротаційних сівозмін, значним розширенням площ кукурудзи (до 4,9 млн га) виникає необхідність удосконалення існуючих елементів технології вирощування цієї культури з метою збільшення урожайності зерна та підвищення його якості. Зростання вартості мінеральних добрив та засобів захисту рослин для кукурудзи спонукає до зменшення їх використання, що, зі свого боку, приводить до необхідності пошуку, вивчення й застосування в рослинництві альтернативних джерел надходження поживних речовин, пов’язаних з використанням менш шкідливих для довкілля біологічних засобів, природних та синтетичних регуляторів росту, оптимізацією ресурсозберігаючих технологічних заходів, що дозволяє повніше використовувати природний потенціал зернової культури. Розв’язання цієї проблеми полягає в оптимізації продуктивності кукурудзи, запровадженні в технологію її вирощування нових біологічних стимуляторів росту рослин («Вимпел 2», «Альфа Нано Гроу Екстра», «Авангард Гроу Аміно», «Авангард Гроу Гумат»). Однак даних про ефективність впливу різних стимуляторів росту рослин на кукурудзу на сьогодні мало й найчастіше вони мають суперечливий характер. Головна мета нашої роботи полягає у вивченні впливу різних за напрямком дії регуляторів росту на морфогенез, ріст, розвиток та продуктивність рослин кукурудзи різних груп стиглості в умовах підзони Північного Степу України. Розробити практичні рекомендації щодо використання для кукурудзи найбільш ефективних стимуляторів росту рослин, які забезпечують прискорення росту й розвитку культури, підвищення стійкості до екстремальних температурних режимів, посилення розвитку листкової поверхні, підвищення вмісту жирів і протеїну в зернах кукурудзи, збільшення вмісту хлорофілу, а як результат – підвищення врожайності та якості зерна кукурудзи. Для досягнення поставленої мети програмою досліджень передбачалося вирішити такі завдання досліджень: – виявити найбільш ефективні та оптимальні регулятори росту рослин для гібридів кукурудзи різних груп стиглості; – виявити особливості росту й розвитку рослин, а також закономірності формування зернової продуктивності гібридів кукурудзи різних груп стиглості; – визначити вплив різних стимуляторів росту на вміст хлорофілу (одиниць SPAD), фотосинтетичну активність, ріст, розвиток, формування елементів структури врожаю, урожайність і якість зерна кукурудзи; – надати агробіологічне обґрунтування основним показникам продуктивності кукурудзи, визначити діапазон їх варіювання та вплив на формування врожайності культури; – виконати еколого-економічну та енергетичну оцінку застосування різних регуляторів росту на гібридах кукурудзи різних груп стиглості; – встановити оптимальні агротехнічні параметри формування високопродуктивних посівів кукурудзи; – виявити реакцію гібридів кукурудзи різних груп стиглості на застосування регуляторів росту. У дисертації вперше в умовах підзони Північного Степу України дана оцінка ефективності найбільш ефективних та раціональних регуляторів росту рослин, дослідженні особливості динаміки росту, розвитку рослин, формування елементів структури урожаю та фітосанітарного стану гібридів кукурудзи різних груп стиглості. Удосконалено існуючі елементи технології вирощування гібридів кукурудзи різних груп стиглості в умовах Північного Степу України шляхом використання найоптимальніших стимуляторів росту рослин, що дає можливість скоротити застосування мінеральних добрив та знизити виробничі витрати. Набули подальшого розвитку наукові підходи щодо обґрунтування елементів технології вирощування кукурудзи в умовах Північного Степу, а також економічний аналіз доцільності їх впровадження. Для виконання роботи застосовували загальнонаукові методи досліджень, серед яких: польовий – для дослідження взаємодії гібридів кукурудзи різних груп стиглості та регуляторів росту з біологічними й абіотичними факторами; лабораторний – аналіз рослин та зерна з метою вивчення взаємодії між рослиною та умовами навколишнього середовища; вимірювально-ваговий – для встановлення динаміки росту, біометричних вимірювань, умісту хлорофілу, визначення елементів структури врожаю та врожайності зернової культури; розрахунково-порівняльний – оцінка економічної ефективності; методи математичної статистики: дисперсійний, кореляційний аналіз та графічне зображення даних досліджень. Для наукового обґрунтування мети й реалізації поставлених завдань, узагальнення результатів експериментів поряд з поширеними методами використовували деякі спеціальні, а саме: діалектичний, гіпотеза, синтез, індукція, статистика, спостереження тощо. Завдяки здобутим експериментальним даним для господарств різних форм власності на землю за різного фінансово-матеріального та технічного забезпечення удосконалено існуючі та розроблено нові елементи технологій вирощування кукурудзи. Результати експериментів апробовані та перевірені у виробничих умовах і впроваджені в господарствах Північного Степу (ФГ «Зоря» Новомосковського району Дніпропетровської області – 35 га; ТОВ «Авангард» Синельниківського району Дніпропетровської області – 35 га; С(Ф)Г «Атлант» Синельниківського району Дніпропетровської області – 45 га) на загальній площі 115 га. При цьому було забезпечене щорічне зростання врожайності зерна та високий економічний ефект. U dysertatsiinii roboti navedeno teoretychne uzahalnennia ta nove vyrishennia aktualnoho naukovoho zavdannia, shcho poliahaie v udoskonalenni ahrotekhnichnykh zakhodiv vyroshchuvannia kukurudzy z urakhuvanniam pohodnykh umov, morfobiolohichnykh osoblyvostei riznostyhlykh hibrydiv kukurudzy, yikhnoi reaktsii na zastosuvannia stymuliatoriv ta rehuliatoriv rostu, ristrehuliuiuchykh preparativ, biolohichno aktyvnykh rechovyn, mikrodobryv z metoiu pidvyshchennia produktyvnosti tsiiei zernovoi kultury ta stabilizatsii valovykh zboriv zerna v Pivnichnomu Stepu. Vpershe v umovakh pidzony Pivnichnoho Stepu Ukrainy zrobleno otsinku efektyvnosti ta vyiavleno naibilsh efektyvni ta ratsionalni rehuliatory rostu roslyn, doslidzheno osoblyvosti dynamiky rostu, rozvytku roslyn, formuvannia elementiv struktury vrozhaiu ta fitosanitarnoho stanu hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti. Kukurudza ye vazhlyvoiu zernovoiu kulturoiu Pivnichnoho Stepu Ukrainy. V ostanni desiatylittia u zviazku zi zminoiu klimatychnykh umov, podorozhchanniam enerhoresursiv, pereoriientatsiieiu priorytetiv rozvytku haluzi roslynnytstva na foni skorochennia vykorystannia orhanichnykh i mineralnykh dobryv, pohirshenniam fitosanitarnoho stanu, zaprovadzhenniam korotkorotatsiinykh sivozmin, znachnym rozshyrenniam ploshch kukurudzy (do 4,9 mln ha) vynykaie neobkhidnist udoskonalennia isnuiuchykh elementiv tekhnolohii vyroshchuvannia tsiiei kultury z metoiu zbilshennia urozhainosti zerna ta pidvyshchennia yoho yakosti. Zrostannia vartosti mineralnykh dobryv ta zasobiv zakhystu roslyn dlia kukurudzy sponukaie do zmenshennia yikh vykorystannia, shcho, zi svoho boku, pryvodyt do neobkhidnosti poshuku, vyvchennia y zastosuvannia v roslynnytstvi alternatyvnykh dzherel nadkhodzhennia pozhyvnykh rechovyn, poviazanykh z vykorystanniam mensh shkidlyvykh dlia dovkillia biolohichnykh zasobiv, pryrodnykh ta syntetychnykh rehuliatoriv rostu, optymizatsiieiu resursozberihaiuchykh tekhnolohichnykh zakhodiv, shcho dozvoliaie povnishe vykorystovuvaty pryrodnyi potentsial zernovoi kultury. Rozviazannia tsiiei problemy poliahaie v optymizatsii produktyvnosti kukurudzy, zaprovadzhenni v tekhnolohiiu yii vyroshchuvannia novykh biolohichnykh stymuliatoriv rostu roslyn («Vympel 2», «Alfa Nano Hrou Ekstra», «Avanhard Hrou Amino», «Avanhard Hrou Humat»). Odnak danykh pro efektyvnist vplyvu riznykh stymuliatoriv rostu roslyn na kukurudzu na sohodni malo y naichastishe vony maiut superechlyvyi kharakter. Holovna meta nashoi roboty poliahaie u vyvchenni vplyvu riznykh za napriamkom dii rehuliatoriv rostu na morfohenez, rist, rozvytok ta produktyvnist roslyn kukurudzy riznykh hrup styhlosti v umovakh pidzony Pivnichnoho Stepu Ukrainy. Rozrobyty praktychni rekomendatsii shchodo vykorystannia dlia kukurudzy naibilsh efektyvnykh stymuliatoriv rostu roslyn, yaki zabezpechuiut pryskorennia rostu y rozvytku kultury, pidvyshchennia stiikosti do ekstremalnykh temperaturnykh rezhymiv, posylennia rozvytku lystkovoi poverkhni, pidvyshchennia vmistu zhyriv i proteinu v zernakh kukurudzy, zbilshennia vmistu khlorofilu, a yak rezultat – pidvyshchennia vrozhainosti ta yakosti zerna kukurudzy. Dlia dosiahnennia postavlenoi mety prohramoiu doslidzhen peredbachalosia vyrishyty taki zavdannia doslidzhen: – vyiavyty naibilsh efektyvni ta optymalni rehuliatory rostu roslyn dlia hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti; – vyiavyty osoblyvosti rostu y rozvytku roslyn, a takozh zakonomirnosti formuvannia zernovoi produktyvnosti hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti; – vyznachyty vplyv riznykh stymuliatoriv rostu na vmist khlorofilu (odynyts SPAD), fotosyntetychnu aktyvnist, rist, rozvytok, formuvannia elementiv struktury vrozhaiu, urozhainist i yakist zerna kukurudzy; – nadaty ahrobiolohichne obgruntuvannia osnovnym pokaznykam produktyvnosti kukurudzy, vyznachyty diapazon yikh variiuvannia ta vplyv na formuvannia vrozhainosti kultury; – vykonaty ekoloho-ekonomichnu ta enerhetychnu otsinku zastosuvannia riznykh rehuliatoriv rostu na hibrydakh kukurudzy riznykh hrup styhlosti; – vstanovyty optymalni ahrotekhnichni parametry formuvannia vysokoproduktyvnykh posiviv kukurudzy; – vyiavyty reaktsiiu hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti na zastosuvannia rehuliatoriv rostu. U dysertatsii vpershe v umovakh pidzony Pivnichnoho Stepu Ukrainy dana otsinka efektyvnosti naibilsh efektyvnykh ta ratsionalnykh rehuliatoriv rostu roslyn, doslidzhenni osoblyvosti dynamiky rostu, rozvytku roslyn, formuvannia elementiv struktury urozhaiu ta fitosanitarnoho stanu hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti. Udoskonaleno isnuiuchi elementy tekhnolohii vyroshchuvannia hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti v umovakh Pivnichnoho Stepu Ukrainy shliakhom vykorystannia naioptymalnishykh stymuliatoriv rostu roslyn, shcho daie mozhlyvist skorotyty zastosuvannia mineralnykh dobryv ta znyzyty vyrobnychi vytraty. Nabuly podalshoho rozvytku naukovi pidkhody shchodo obgruntuvannia elementiv tekhnolohii vyroshchuvannia kukurudzy v umovakh Pivnichnoho Stepu, a takozh ekonomichnyi analiz dotsilnosti yikh vprovadzhennia. Dlia vykonannia roboty zastosovuvaly zahalnonaukovi metody doslidzhen, sered yakykh: polovyi – dlia doslidzhennia vzaiemodii hibrydiv kukurudzy riznykh hrup styhlosti ta rehuliatoriv rostu z biolohichnymy y abiotychnymy faktoramy; laboratornyi – analiz roslyn ta zerna z metoiu vyvchennia vzaiemodii mizh roslynoiu ta umovamy navkolyshnoho seredovyshcha; vymiriuvalno-vahovyi – dlia vstanovlennia dynamiky rostu, biometrychnykh vymiriuvan, umistu khlorofilu, vyznachennia elementiv struktury vrozhaiu ta vrozhainosti zernovoi kultury; rozrakhunkovo-porivnialnyi – otsinka ekonomichnoi efektyvnosti; metody matematychnoi statystyky: dyspersiinyi, koreliatsiinyi analiz ta hrafichne zobrazhennia danykh doslidzhen. Dlia naukovoho obgruntuvannia mety y realizatsii postavlenykh zavdan, uzahalnennia rezultativ eksperymentiv poriad z poshyrenymy metodamy vykorystovuvaly deiaki spetsialni, a same: dialektychnyi, hipoteza, syntez, induktsiia, statystyka, sposterezhennia toshcho. Zavdiaky zdobutym eksperymentalnym danym dlia hospodarstv riznykh form vlasnosti na zemliu za riznoho finansovo-materialnoho ta tekhnichnoho zabezpechennia udoskonaleno isnuiuchi ta rozrobleno novi elementy tekhnolohii vyroshchuvannia kukurudzy. Rezultaty eksperymentiv aprobovani ta perevireni u vyrobnychykh umovakh i vprovadzheni v hospodarstvakh Pivnichnoho Stepu (FH «Zoria» Novomoskovskoho raionu Dnipropetrovskoi oblasti – 35 ha; TOV «Avanhard» Synelnykivskoho raionu Dnipropetrovskoi oblasti – 35 ha; S(F)H «Atlant» Synelnykivskoho raionu Dnipropetrovskoi oblasti – 45 ha) na zahalnii ploshchi 115 ha. Pry tsomu bulo zabezpechene shchorichne zrostannia vrozhainosti zerna ta vysokyi ekonomichnyi efekt.