Вплив комплексної взаємодії факторів на формування врожайності пшениці ярої

автор:
источник: Вісник Центру наукового забезпечення агропромислового виробництва Харківської області 2016 г. №20
В статті представлені комплексні наукові дослідження за 2011–2015 рр. з пошуком наукових підходів оптимізації елементів технології вирощування пшениці ярої в умовах нестійкого та недостатнього зволоження східної частини Лісостепу України.


Ключові слова: пшениця м’яка та тверда яра, врожайність, попередник, фон живлення, спосіб основного обробітку ґрунту, сорт

Продуктивність рослин, на 50% і більше, обумовлено оптимізацією взаємодії в системі «рослина-середовище». Проте, агротехнологічні заходи ефективні лише тоді, коли забезпечують оптимальний розвиток рослин відповідно до умов навколишнього середовища. Вивчення взаємозв`язку продуктивності рослин з погодними умовами необхідно розглядати в якості важливої умови розробки ефективних агрозаходів керування потенціалом сортів, на основі застосування елементів сортової агротехніки при вирощуванні с.-г. культур [1, 2].

Характер прояву критичних періодів і екологічної стійкості рослин залежить від співвідношення темпів їх росту з факторами навколишнього середовища, які лімітують рівень врожайності. Саме у період активної вегетації стійкість рослин до несприятливих факторів значно знижується, але за рахунок застосування елементів сортової агротехніки є змога керувати розвитком та ростом рослин, що в свою чергу забезпечує досягнення ними врожайності, близької до потенційної [3, 4].

Адаптація сільськогосподарських культур до умов вирощування, в першу чергу, визначається правильно вибраними заходами агротехніки вирощування – попередники, обробіток ґрунту, строки сівби, норми висіву, удобрення, сорти та ін. [5–7].

Вирощування будь-якої сільськогосподарської культури не можливе без знання біологічних особливостей культури та дотримання агротехнічних вимог вирощування. Пшениця яра є вимогливою культурою не тільки до біотичних чинників навколишнього середовища, а й до регульованих елементів сортової агротехніки. При вирощування пшениці ярої елементи технології повинні бути направлені на створення оптимальних умов на кожному етапі росту і розвитку рослин для більш повної реалізації потенційної урожайності культури. Порушення технології вирощування призводить до не відворотних наслідків, таких як втрата урожаю та якості зерна. Багатьма дослідженнями встановлено, що коливання урожайності пшениці ярої пов‘язані з її високою чутливістю до умов навколишнього середовища [8–10].

В попередніх наукових дослідженнях стосовно технологій вирощування пшениці ярої розглянуто вплив окремих факторів на формування врожайності сортів [11–14]. В той же час більший вплив на реалізацію потенційної урожайності має взаємодія комплексу агротехнічних та екологічних факторів для зменшення негативного впливу нерегульованих факторів, тобто погодних умов.

Метою наших досліджень є визначення впливу окремих та їх сукупної взаємодії агротехнічних і екологічних факторів на мінливість врожайності сортів пшениці ярої та оцінити їх достовірність, розкрити залежність врожайності зерна при конкретному поєднанні агротехнічних заходів та екологічних факторів.

Матеріали та методика досліджень. Дослідження проводили впродовж 2011–2015 рр. у стаціонарній парозерно-просапній сівозміні лабораторії рослинництва та сортовивчення Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр‘єва НААН.

Досліди закладали за багатофакторною схемою за методом розщеплених ділянок, де найбільшими були ділянки першого порядку – попередники (кукурудза на зерно, соя, буряки цукрові); ділянки другого порядку – фони живлення: без добрив; післядія 30 т/га гною (фон); фон + N60P60K60, а також способи основного обробітку ґрунту: полицевий, безполицевий на фон + N60P60K60. Ділянки третього порядку – сорт пшениці м‘якої ярої Героїня та твердої – Спадщина. Факторіальний аналіз досліджуваних даних проводили за методикою П. П. Литун, В. М. Костромитин, Л. В. Бондаренко [15].

Технологія вирощування пшениці ярої була загальноприйнята для східної частини Лісостепу України, окрім досліджуваних елементів. Статистичний аналіз даних урожайності проводили за Б. А. Доспеховим [16].

Ґрунт дослідної ділянки – чорнозем типовий глибокий слабовилугований на пилувато-суглинковому лесі, який характеризується зернисто-грудкуватою структурою, добрими фізико-механічними властивостями. Вміст гумусу (за Тюріним) складає 5,8%; рН – 5,8; гідролітична кислотність – 3,29 мг-екв на 100 г ґрунту.

Клімат помірно-континентальний з нестійким зволоженням. Весняно-літній період 2011 р. (квітень-серпень) можна охарактеризувати як оптимальний за середньодобовою температурою повітря 18,2 °C при нормі 17,6 °C та надмірно зволожений, кількість опадівна 186,5 мм, або на 72% більше норми при її значенні 261,1 мм. Такі опади випадали у вигляді злив, шквалів, граду і були непродуктивними, що в подальшому спричинило формування невисокого рівня врожайності.

Вегетаційний період пшениці ярої 2012 р. характеризувався як посушливий з підвищеним температурним режимом. Кількість опадів зменшувалась відносно норми на 55,2 мм або на 22%, при достатньо високих середньодобових температурах (20,1 °C) у порівнянні з багаторічними спостереженнями (17,6 °C). Проте в критичні фази росту і розвиткурослин пшениці твердої та м‘якої ярої випадали продуктивні опади, які позитивно вплинули на формування високого рівня врожайності зерна.

У 2013 р. весняно-літній період можна охарактеризувати як посушливий та жаркий. Середньодобова температура повітря перевищувала середньобагаторічні дані на 2,3 °C, а опадів випало 226,5 мм, що на 34,6 мм менше у порівнянні із багаторічною нормою. Такі погодні умови негативно впливали на формування врожайності зерна сортів пшениці ярої.

Весняно-літній період 2014 р. характеризувався як досить теплий та надмірно зволожений, що сприяло отриманню високого рівня врожайності пшениці ярої. Кількість опадів за вегетаційний період перевищувала норму на 108,0 мм або на 50%, а середньодобова температура повітря – на 1,0 °C.

Вегетаційний період 2015 р. можна охарактеризувати як достатньо зволожений, теплий та сприятливий для росту та розвитку рослин. Так, кількість опадів за квітень-липень перевищувала норму на 50,8 мм або на 24%, а середньодобова температура повітря – на 0,9 °C. Проте в критичні фази росту і розвитку росли відмічали нестачу вологи, опади булинепродуктивні. Це призвело до формування невисокого рівня врожайності.

Такі погодні умови дозволили всебічно вивчити та оцінити реакцію сортів пшениці твердої та м‘якої ярої на основні елементи технології вирощування.

Результати досліджень. Визначення впливу окремих факторів та їх комплексної взаємодії за 2011–2015 рр. досліджень на формування врожайності сортів пшениці ярої твердої Спадщина та м‘якої Героїня свідчить, що середня врожайність в дослідах складала 2,97 т/га (табл. 1).

Максимальну врожайність зерна отримано у сорту Спадщина – 6,51 т/га, яка на 0,42 т/га перевищувала урожайність сорту Героїня. За фактором «Рік» найбільше коливання врожайності відмічено у сорту Спадщина – 3,61 т/га. Найкращі погодні умови для вирощування пшениці ярої були 2012 та 2014 роки: в ці роки у сортів отримано позитивний ефект урожайності відповідно до років – +0,68 т/га та +2,16 т/га у сорту Спадщина, що на + 0,16 т/га та + 0,22 т/га перевищував сорт та Героїня.

Таблиця 1. Вплив екологічних та агротехнічних факторів на врожайність сортів пшениці м‘якої та твердої ярої, т/га, 2011–2015 рр.
ПоказникиСорт СпадщинаСорт Героїня
урожайністьефект ±урожайністьефект ±
Ефект року
20111,70–1,271,81–1,16
20123,650,683,490,52
20131,52–1,451,52–1,45
20145,132,164,911,94
20152,66–0,313,350,38
Коливання врожаю3,613,40
Ефект попередника
Кукурудза на зерно2,93–0,043,020,05
Соя3,110,143,160,19
Буряки цукрові2,75–0,222,87–0,10
Коливання врожаю0,360,29
Ефект фону живлення
Без добрив2,62–0,352,45–0,52
Післядія 30 т/га гною (фон)3,020,053,030,06
Фон + N60P60K603,320,353,390,42
Коливання врожаю0,700,94
Ефект способу основного обробітку ґрунту
Полицевий3,320,353,390,42
Безполицевий2,76–0,213,180,21
Коливання врожаю0,560,21
Ефект сорту
2,93–0,043,010,04
Ефект комплексного застосування агрозаходів
Х...=2,97
mах показник6,51 6,09
Ефект агрозаходів3,58 3,08
Ефект сорту–0,04 0,04
Сумарний ефект3,54 3,12

Умови 2011; 2013 та 2015 років характеризувались як несприятливі для вирощування пшениці ярої, при яких досліджувані сорти забезпечували негативний ефект,: –1,27; –1,45 та –0,31 т/га у сорту Спадщина та –1,16 т/га і –1,45 т/га у сорту Героїня, за винятком 2015 р (+0,38 т/га). Таким чином, найбільш стабільним до мінливості погодних умов року відмічено сорт пшениці м‘якої ярої Героїня, який забезпечив найменше коливання врожайності по роках – 3,40 т/га.

При вивченні впливу фактора «Попередник» для сортів пшениці ярої більш ефективним відмічено вирощування після попередника соя, за якого отримано позитивний ефект +0,14 т/га у сорту Спадщина та +0,19 т/га у сорту Героїня. Незначний позитивний ефект (+0,05 т/га) виділено у сорту Героїня при вирощуванні після попередника кукурудза на зерно. Негативні ефекти оптимізації попередників –0,22 т/га та –0,10 т/га для сортів відповідно одержано при вирощуванні після буряків цукрових.

При вирощуванні пшениці м‘якої ярої сорту Героїня після попередників відмічено найменша коливання до них (0,29 т/га), ніж у сорту Спадщина, в якого коливання врожайності становить 0,36 т/га. Таким чином сорт Героїня виявися більш стабільний до попередників.

За фактором «Фон живлення» встановлено позитивну реакцію сортів пшениці ярої на фони живлення. Так, для сортів Спадщина та Героїня найбільш ефективним варіантом відмічено фон з внесенням повної дози мінеральних добрив (N60P60K60) на фоні післядії 30 т/га гною, за якого отримано позитивні ефекти відповідно +0,35 т/га та +0,42 т/га. Незначний позитивний ефект відмічено на фоні післядії 30 т/га гною внесеного під попередню культуру відповідно для сортів +0,05 т/га та +0,06 т/га. На сівозмінному фоні без застосування добрив відмічено негативний ефект у обох сортів пшениці ярої: –0,35 т/га у сорту Спадщина та –0,52 т/га у сорту Героїня. Найбільше коливання врожайності спостерігалось у сорту Героїня – 0,94 т/га порівняно з сортом Спадщина – 0,70 т/га, що свідчить про чутливість сорту Героїня на застосування добрив, а саме підвищенням рівня врожайності за рахунок добрив.

З вивченням впливу фактора «Спосіб основного обробітку ґрунту» встановлено, що досліджувані сорти найбільший врожай зерна формували при застосуванні полицевої оранки. На застосування безполицевого обробітку ґрунту відмічена різна реакція сортів: у сорту Спадщина ефекти оптимізації склались негативними (–0,21 т/га), а у сорту Героїня – позитивні (+0,21 т/га). Найбільше коливання від агроприйому відмічено у сорту Спадщина – 0,56 т/га. Це свідчить про те, що даний сорт чутливий до вибору способу основного обробітку ґрунту. Найменше коливання врожаю відмічено у сорту Героїня – 0,21 т/га, який менш вимогливий до вибору способу основного обробітку ґрунту.

Аналіз сортів пшениці твердої та м‘якої ярої за фактором «Сорт» свідчить, що найбільшу середню врожайність формував сорт Героїня – 3,01 т/га, а також забезпечував позитивний ефект +0,04 т/га від середньої по досліду врожайності.

Визначення комплексної взаємодії факторів показало, що найбільші показники ефективності серед сортів на застосування агрозаходів відмічено у сорту Спадщина: сумарний ефект становив +3,54 т/га, а ефект агрозаходів – +3,58 т/га. У сорту Героїня сумарний ефект складав +3,12 т/га, а ефект агрозаходів – +3,08 т/га. Це свідчить про те, що сорт Спадщина до інтенсивного типу з сильно вираженою реакцією на середовище, високо пластичний в генетичному розумінні і має низьку абсолютну стабільність. Даний сорт позитивно реагує на підбір попередника і способу основного обробітку ґрунту збільшенням урожайності, але різко реагує і на його погіршення.

Сорт Героїня – гомеостатичний – забезпечує стабільний врожай при коливанні погодних умов і має практичний інтерес для вирощування в умовах низького агрофону (менш вибагливий до попередників, способів основного обробітку ґрунту).


Рис. 1. Вплив факторів на формування врожайності сортів пшениці твердої та м‘якої ярої, 2011–2015 рр., %

Частка впливу кожного фактора на формування врожайності сортів пшениці м‘якої та твердої ярої наведена на рисунку 1. Факторіальний аналіз отриманих даних свідчить, що найбільший вплив на формування врожайності сортів пшениці ярої впродовж 2011–2015 рр. досліджень мав фактор «Рік», частка якого становила 72,2%. Тому для зменшення негативного впливу погодних умов року необхідно застосовувати наведені агрозаходи.

Одним з найбільш впливових агрозаходів є фактор «Фон живлення», вплив на врожайність пшениці ярої якого складав 13,5%. Іншими не менш впливовими агрозаходами є фактори «Попередник» та «Спосіб основного обробітку ґрунту» – з часткою 6,6% та 6,3% відповідно. Найменший влив на формування врожайності культури мав фактор «Сорт», який займав 1,4%.

Висновки. Вплив сукупної взаємодії факторів дозволив оцінити реакцію сортів пшениці твердої та м‘якої ярої на досліджувані агрозаходи та оптимізувати елементи технології вирощування для реалізації потенційної врожайності. Визначення впливу окремих екологічних та агротехнічних факторів та їх комплексної взаємодії показало високу ефективність застосованих агроприйомів вирощування: ефект агрозаходів +3,58 т/га у сорту Спадщина та +3,08 т/га у сорту Героїня, завдяки чому знижено негативний вплив нерегульованих факторів навколишнього середовища.

Таким чином, підбір сортів із відповідною екологічною пластичністю і рівнем інтенсивності є найдоступнішим агрозаходом, за допомогою якого в умовах нестачі матеріально-технічних, ґрунтово-кліматичних ресурсів можна регулювати рівень врожайності.

      Список використаних джерел
  • Жученко А. А. Адаптивный потенциал культурных растений (эколого-генетические основы). – Кишинев : Штиинца, 1988. – С. 32.
  • Жученко А. А. Адаптивное растениеводство. – Кишинев : Штиинца, 1990. – 432 с.
  • Сказкин Ф. Д. Критический период растений по отношению к недостатку воды в почве. – Л. : Издательство Ленинградского университета, 1971. – С. 71.
  • Сказкин Ф. Д. Критический период к недостаточному водоснабжению. – М. : Издательство АН СССР, 1961. – 51 с.
  • Попов С. І. Якість зерна сортів ярої пшениці селекції ІР ім. В.Я. Юр‘єва у зв‘язку з азотним, фосфорним та калійним живленням ґрунту / С. І. Попов, І. А. Панченко, Ю. А. Полєско, П. Х. Юрченко // Вісник ХДАУ. Серія ?Грунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство?. – Х., 2000. – Т. 2. – С. 118-124.
  • Elenon P. Reduced tillage research in Finland // Swedish University of agricultural sciences Upsala. – 1988. – V. 77. – P. 17–23.
  • Дегтярева Г. В. Погода, урожай и качество зерна яровой пшеницы. Л. : Агропромиздат, 1981. – 216 с.
  • Бараболя О. В. Вплив агроекологічних факторів на урожайність та якість зерна пшениці твердої ярої в лівобережній лісостеповій зволоженій підзоні : дис. канд. с.-г. наук : 06.01.09 / О. В.Бараболя. – Полтава, 2008. – 198 с.
  • Кириченко В. В. Агроекологічні проблеми удосконалення існуючих і розробки нових технологій вирощування польових культур / В. В. Кириченко, В. М. Костромітін, В. І. Колісник та ін. // Агротехнологія польових культур : [зб. наук. праць] УААН, Ін-т рослинництва ім. В. Я. Юр‘єва. – Харків, 2009. – С. 22–44.
  • Носко Б. С. Еволюція гумусового стану чорноземів / Б. С. Носко // Антропогенна еволюція чорноземів. – Харків, 2006. – С. 51–63.
  • Андрійченко Л. В. Удосконалення елементів технології вирощування ярої пшениці в умовах Південного Степу України : дис. канд. с.-г. наук : 06.01.09 / Л. В. Андрійченко – Миколаїв, 2007. – 215 с.
  • Антал Т. В. Вплив добрив та погодних умов на врожайність пшениці твердої ярої / Т. В. Антал // Вісник Полтавської держ. аграр. академії. – 2011. – № 3. – С. 40–43
  • Усов О. С. Особливості формування врожайності пшениці твердої ярої залежно від попередника та основного обробітку ґрунту / О. С. Усов, К. М. Манько // Наукові праці Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків. – 2015. – Вип. 23. – С. 70–75
  • Манько К. М. Урожайність сучасних сортів пшениці ярої м‘якої та твердої залежно від основних елементів технології вирощування / К. М. Манько, М. Г. Цехмейструк, Н. М. Музафаров, О. В. Голік, І. М. Музафаров // Бюлетень Інституту сільського господарства степової зони НААН України – Дніпропетровськ., 2012. – Вип. № 3. – С. 87-90.
  • Методические рекомендации по изучению сортовой агротехники в селекцентрах ; подгот. :П. П. Литун, В. М. Костромитин, Л. В. Бондаренко / ВАСХНИЛ. – М., 1984. – 32 с.
  • Доспехов Б. А. Методика полевого опыта / Б. А. Доспехов. – М. : Агропромиздат, 1985.–351 с.
Поделиться: