Технологія вирощування сорго цукрового для виробництва біопалива

В статті наведені результати досліджень про вплив елементів технології вирощування сорго цукрового - фону живлення, способу догляду за посівами та строків збирання - на вихід енергії та біопалива.

Ключові слова: сорго цукрове, фон живлення, позакореневе підживлення, вихід біопалива

Вступ. Технологія вирощування високих і сталих врожаїв сорго цукрового базується на раціональному використані вологи (транспіраційний коефіцієнт у нього становить 300) і мінеральних добрив за етапами органогенезу [1].

Більшість ґрунтів, де сіють сорго, здатні забезпечувати лише половину потрібних елементів живлення, тому решту необхідно поповнювати за рахунок добрив. З урахуванням агрохімічного аналізу ґрунту і рівня запланованої врожайності визначають загальну норму добрив і їх розподілення в якості основного добрива і позакореневого підживлення [2].

Для нормального росту й розвитку рослин сорго цукрового крім азоту фосфору й калію необхідні залізо (Fe), мідь (Cu), молібден (Mo), марганець (Mn), цинк (Zn), бор (B), сірка (S), та інші, які приймають активну участь у всіх фізіологічних процесах життєдіяльності рослин, підвищують ефективність багатьох ферментів у рослинному організмі, покращують засвоєння рослинами елементів живлення із ґрунту. Більшість мікроелементів є активними каталізаторами прискорення біохімічних реакцій та певним чином впливають на їх дію. Мікроелементи не можливо замінити ніякими іншими речовинами, а їх нестача негативно впливає на ріст і розвиток рослин. Поряд з мікроелементами Fе і Мn, Zn є ключовим мікроелементом [3].

Умови і методика досліджень. Дослідження проводились в Подільському державному аграрнотехнічному університеті протягом 2009-2013 рр.

Ґрунт дослідного поля - чорнозем вилугуваний, малогумусний, на карбонатних лесованих суглинках. Вміст гумусу (за Тюріним) в шарі ґрунту 0-30 см становить 3,86-4,11 %. Вміст азоту, що легко гідролізується, (за Корнфілдом) - 111-121 мг/кг, рухомого фосфору і обмінного калію (за Чіріковим) - відповідно 90 і 179 мг/кг ґрунту. Ємність поглинання і сума поглинутих основ коливається в межах відповідно 33-36 і 30-33 мг-екв /100 г ґрунту. Гідролітична кислотність становить 0,76-0,87 мг-екв /100 г ґрунту, ступінь насичення основами - 94,7-99,0 %.

Щільність твердої фази становить 2,58 г/см³, щільність будови ґрунту - 1,14-1,25 г/см³, загальна шпаруватість - 52-59 %. Максимальна гігроскопічність ґрунту 5,2 %; найменша вологоємність - 23,4 %, повна польова - 41,2 %.

Клімат південно-західного Лісостепу України помірно теплий, з достатнім зволоженням. Середньорічний радіаційний баланс в регіоні становить 43,3 кКал/см², за вегетаційний період сорго цукрового - 137,73 кДж/см². Найбільше поступає ФАР у червні й липні. За період з травня до вересня на поверхню ґрунту надходить 3/4 річної суми тепла.

Річна сума опадів коливається в межах 550-700 мм, 3/4 з них випадає у теплий період року. Гідротермічний коефіцієнт в регіоні становить 1.4.

У роки досліджень погодні умови вегетаційного періоду сорго цукрового мали такі особливості: за середньої багаторічної кількості опадів і суми температур відповідно 345 мм і 2903 °C, у роки досліджень ці показники становили відповідно: у 2009 році - 251 і 3030, 2010 - 525 і 3276, 2011 - 462 мм і 2956 °C, 2012 - 644 мм і 3255 °C, 2013 - 427 мм і 3987 °C.

Двофакторний польовий дослід з вивчення елементів технології вирощування сорго цукрового для використання на виробництво біопалива проводили за схемою:

Фактор А - фон живлення:
Без добрив - контроль.
N₉₀P₉₀K₉₀.

Фактор Б - позакореневе підживлення у фазу 3-4 листків:
Без підживлення - контроль.
Карбамід N₃₀.
Цеоліт мікро Універсал 3 л/га
Цеоліт мікро Універсал 3 л/га + Карбамід N₁₀.

Площа елементарної посівної ділянки - 75,6 м² (5,4×14 м), облікової - 45 м² (4,5×10 м), повторення - чотириразове. Дослід закладали за методом розщеплених ділянок.

Технологія вирощування сорго цукрового, за винятком досліджуваних елементів, була загальноприйнятою для Лісостепу України.

В досліді висівався гібрид сорго цукрового Фаворит. Оригінатор - Селекційно-генетичний інститут НААН, виведений методом індивідуального добору з гібридної комбінації. Рекомендований для зони Лісостепу.

Маса 1000 насінин - 27 г, волоті з зерном - 117 г. Вегетаційний період 125 днів. Висота рослин 180-250 см. Посухостійкий, придатний до механізованого збирання. В соку стебла міститься 14 % цукру. Сорт характеризується стабільно високим урожаєм зеленої маси й насіння, стійкістю до вилягання й ураження сажкою. Середня урожайність сухої речовини за роки випробування на державних сортовипробувальних станціях становила 9,39 т/га, насіння - 3,28 т/га.

Спосіб сівби - широкорядний з міжряддями 45 см. Норма висіву - 10-12 насінин /м рядка, густота рослин на час збирання становила 190–230 тис. шт./га.

Цеоліт мікро Універсал містить у г/л: N - 65,0; Mg₂O - 50,0; SO₃ - 40,0; Fe - 6,0; Mn - 10; B - 6,0; Zn - 6,0; Cu - 7,0; Mo - 0,1 та ін. За позакореневого внесення, він прискорює проходження усіх біохімічних процесів, сприяє активному розвитку кореневої системи і покращує засвоєння важкорозчинних форм елементів живлення з ґрунту, посилює захисні й адаптивні властивості рослин, формує природний імунітет.

Результати досліджень. Урожайність сорго цукрового залежить від густоти рослин, площі листкової поверхні однієї рослини й тривалості її фотосинтетичного діяльності і чистої продуктивності [4, 5] (табл. 1).

Застосування мінеральних добрив позитивно впливає на фотосинтетичну діяльність рослин сорго цукрового. Порівняно до контролю без основного внесення мінеральних добрив, у варіанті з N₉₀P₉₀K₉₀ площа листкової поверхні рослини гібрида Фаворит збільшувалася на 290 см². Позитивно на неї впливали і позакореневі підживлення у фазу 3-4 листочків.

За рахунок збільшення листкової поверхні рослин і подовження їх життєдіяльності у варіантах основного внесення мінеральних добрив і позакореневого підживлення істотно зростав фотосинтетичний потенціал - відповідно на 0,16 і 0,20 млн. м² • діб /га.

Врожайність зеленої маси сорго цукрового від впливом досліджуваних елементів технології вирощування змінювалася таким чином (табл. 2).

Порівняно до контролю без добрив, основне внесення мінеральних добрив нормою N₉₀P₉₀K₉₀ забезпечило прибавку врожайності зеленої маси на 14,8 т/га або на 26,8 %.

Позакореневе підживлення рослин сорго цукрового у фазі 3-4 листочків на контролі без добрив сприяло збільшенню врожайності зеленої маси за варіантами Карбамід N₃₀, Цеоліт мікро Універсал 3 л/га і Універсал 3 л/га + Карбамід N₁₀ відповідно на 3,6; 3,5 і 4,7 т/га, а на фоні основного внесення N₉₀P₉₀K₉₀ відповідно на 5,0; 5,5 і 6,3 т/га.

Якість зеленої маси характеризується вмістом і збором сухої речовини, загальним вмістом цукрози, вмістом редукованих речовині і цукрози (табл. 3).

Завдяки застосування основного добрива і позакореневого підживлення в рослинах сорго цукрового істотно збільшувався вміст сухої речовини. Так, під впливом позакореневого підживлення вміст сухої речовини істотно збільшувався на варіанті внесення Цеоліт мікро Універсал 3 л/га + Карбамід N₁₀: на контролі без основних добрив і на фоні внесення N₉₀P₉₀K₉₀ прибавка становила відповідно 0,6 і 0,7 %.

Під впливом досліджуваних факторів спостерігалася позитивна тенденція за збором сухої речовини, вмістом цукрів і цукрози.

Вихід біоетанолу залежить від кількості цукру в соку. Вихід очищеного біоетанолу з соку сорго цукрового становив 0,29 т/т. Загальний вихід його наведено в табл. 4.

Збір цукрози під впливом основних добрив і позакореневого підживлення рослинами сорго цукрового істотно збільшувався. Під впливом позакореневого підживлення вихід біоетанолу збільшувався порівняно з контролем від 0,10 до 0,18 т/га, а на фоні основного внесення N₉₀P₉₀K₉₀ - на 0,21-0,32 т/га.

Висновки. 1. Застосування мінеральних добрив позитивно впливає на фотосинтетичну діяльність рослин сорго цукрового. Порівняно до контролю без основного внесення мінеральних добрив, у варіанті з N₉₀P₉₀K₉₀ площа листкової поверхні рослини гібрида Фаворит збільшувалася на 290 см². Позитивно на неї впливали і позакореневі підживлення уфазу 3-4 листочків. Фотосинтетичний потенціал під впливом добрив зростав відповідно на 0,16 і 0,20 млн. м² • діб /га, а чиста продуктивність фотосинтезу - до 4,11 г/м² площі листківза добу.

2. Порівняно до контролю без добрив, основне внесення мінеральних добрив нормою N₉₀P₉₀K₉₀ забезпечило прибавку врожайності зеленої маси на 14,8 т/га або на 26,8%. Позакореневе підживлення рослин у фазу 3-4 листочків на контролі без добрив сприяло збільшенню врожайності зеленої маси за варіантами Карбамід N₃₀, Цеоліт мікро Універсал 3 л/га і Універсал 3 л/га + Карбамід N₁₀ відповідно на 3,6; 3,5 і 4,7 т/га, а на фоні основного внесення N₉₀P₉₀K₉₀ відповідно на 5,0; 5,5 і 6,3 т/га.

3. Вихід біоетанолу під впливом позакореневого підживлення порівняно з контролем збільшувався від 0,10 до 0,18 т/га, а на фоні основного внесення N₉₀P₉₀K₉₀ - на 0,21-0,32 т/га.

Список використаних джерел
• Черенков А. В. Соргові культури: технологія, використання, гібриди та сорти // Рекомендації / А.В.Черенков, М.С.Шевченко, Б.В Дзюбецький і ін. - Дніпропетровськ, 2011. - 25 с.
• Бондаренко В.П. Изучение элементов технологии возделывания сорго в Крыму / В.П. Бондаренко // Тезисы докладов Российской конференции. - Волгоград, 1992. - С. 81–83.
• Санін Ю.В. Особливості позакореневого підживлення сільськогосподарських культур мікроелементами / Ю. В. Санін, В. А Санін // Ж Зерно, №5, 2008. - С. 12–16.
• Курило В. Л. Залежність фотосинтетичної здатності рослин сорго цукрового (Sorghum saccharatum pers.) від його сортових особливостей та норм мінерального живлення / В. Л.Курило, Н. О. Григоренко, О. О. Марчук // Сортовивчення та охорона прав на сорти рослин. - №2, 2012. - С. 38–41.
• Ничипорович, А. А. Фотосинтез и вопросы повышения продуктивности растений / А. А. Ничипорович // Проблемы фотосинтеза. - М.: Изд-во АН СССР, 1959. - 190 с.