Сортові особливості формування продуктивності гірчиці білої залежно від регуляторів росту з антистресовою дією в умовах північно-східного Лісостепу України

Abstract

Обґрунтування вибору теми дослідження. Олійно-жирова промисловість нашої країни є визначальною складовою агропромислового комплексу і головним джерелом наповнення бюджету, що надзвичайно важливо за умов сьогодення. Перспективи її розвитку базуються на забезпеченні внутрішніх потреб та підвищенні попиту зовнішнього ринку. Це зумовлено зростанням загальної кількості населення планети та переорієнтацією у структурі харчування населення економічно розвинених країн із тваринних жирів на рослинні. Водночас за біологізації сучасного землеробства відзначається домінуюча роль Sinapis alba L. як основної сидератної культури, здатної збалансувати поживний режим ґрунту, та маючи фітоцидні властивості. Ще однією складовою актуальності вибраних досліджень є тенденція до коливання температур як у межах однієї доби (+20–30 оС вдень та 10–15 оС вночі), так і протягом вегетаційного періоду (спекотний період понад +30 оС тривалістю 20–30 діб). Водночас слід відзначити відсутність опадів, що реально формують стресові умови для вегетації с.-г. культур. Також слід зазначити, що більшість хімічних пестицидів є достатньо токсичними речовинами, тому, окрім своєї основної функції (захисту рослин від хвороб та шкідників, бур’янів), спричиняють стресове навантаження на культурну рослину. Отже, динамічне зростання попиту на рослинну олію, екологізація землеробства, сучасні виклики змін клімату та зростання кратності виникнення стресових умов як у світі, так і в Україні обумовлюють актуальність застосування регуляторів росту з антистресовою дією, зокрема на гірчиці білій (Sinapis alba L.). Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведені комплексні дослідження щодо вивчення впливу регуляторів росту на ріст та розвиток гірчиці білої залежно від сортових особливостей в умовах північно-східного Лісостепу України. Оптимізовано технологію вирощування гірчиці білої для умов північно-східного Лісостепу України. Набули подальшого розвитку питання впливу погодних умов на особливості росту, розвитку, показники продуктивності, структури та якості врожаю, вмісту олії залежно від сорту, застосування способів та видів регуляторів росту з антистресовою дією. Обґрунтовано економічну та енергетичну ефективність вирощування гірчиці білої за використання регуляторів росту з антистресовою дією. Практичне значення одержаних результатів. Виробництву рекомендовано технологію вирощування гірчиці білої, яка забезпечила врожайність насіння 2,05 та 2,20 т/га відповідно. Основні елементи досліджень пройшли виробничу перевірку і впроваджені в господарствах Сумської та Полтавської областей, зокрема в ТОВ «ЛСК-11» та ФГ «Родина – 2017» на загальній площі 40 га. Підтверджено їх ефективність, а саме: умовно-чистий прибуток – 6050 та 8020 грн/га; рентабельність виробництва – 115,5-136,0 %. У дисертаційній роботі наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми щодо оптимізації елементів технології вирощування гірчиці білої для умов північно-східного Лісостепу України. Досліджувались вплив способів застосування та видів регуляторів росту рослин на продуктивність сортів гірчиці білої в умовах північно-східного Лісостепу України. Проаналізовано результати досліджень вітчизняних та закордонних науковців щодо доцільності та впливу застосування регуляторів росту на продуктивність гірчиці. Підсумовано значення використання регуляторів росту рослин з метою стабілізації розвитку та формування продуктивності гірчиці за сучасних змін клімату і виникнення стресових ситуацій в Україні. За аналізом погодних умов було виявлено, що за рівнем зволоження умови періоду вегетації 2019 року були недостатніми (Кс=-0,5), зокрема найбільший дефіцит був у квітні та липні (Кс=-0,6). За кількістю опадів 2020 рік був посушливим, але з умовами, близькими до звичайних (Кс=–0,2), найбільшу нестачу опадів спостерігали у квітні (Кс=–1,1) та серпні (Кс=–1,4). Слід відзначити достатню кількість опадів за вегетації 2021 року (Кс=0,3). Найбільшою вологістю характеризувалися травень (Кс=1,2) та червень (Кс=0,7). У середньому за роки досліджень розраховано незначне зниження забезпеченості опадами порівняно з середніми багаторічними (Кс=-0,1). Найбільш виражений дефіцит був виявлений у липні та серпні (Кс=-0,9). Морфометричні параметри досліджуваних сортів залежно від способів та видів регуляторів росту змінювалися. Зокрема, найвищі рослини були за обробки насіння і по вегетації регуляторами росту Біофордж та Регоплан. У середньому в сорту Біла принцеса – 108,4 та 109,5 см, у сорту Ослава 109,1 та 109,4 см відповідно. На варіантах обробки лише одного насіння показники висоти рослин були дещо нижчими. Слід відзначити, що варіювання висоти залежно від застосування регуляторів росту було більшим у сорту Ослава 101,0–107,7 см, тоді як у сорту Біла принцеса лише в межах 103,4–104,9 см. Мінімальні значення було отримано на контролі: у Білої принцеси 103,4 см, у Ослави 101,0 см. За сприятливих умов (достатня кількість тепла і вологи, сортові особливості) гірчиця схильна до дуже сильного розгалуження, утворюючи до 60 гілок (першого–п’ятого порядку). За несприятливих умов і за суцільного способу посіву вона наближається до типу одностеблових рослин, утворюючи тільки 1–2 гілки першого порядку. У наших дослідах максимальна кількість гілок І-го порядку виявлена за комбінованого внесення регулятору росту Біофордж (насіння + позакоренево) – у Ослави – 5,4 шт, у Білої принцеси до 5,7 шт. Основною складовою проходження процесу фотосинтезу є асиміляційна поверхня та вміст хлорофілу. Доведено, що застосування регуляторів росту підвищувало основні фотосинтетичні показники. Визначивши площу листкової поверхні визначали методом висічок встановлено, що максимальні значення площі листкової поверхні було отримано за застосування Агрінос – 43,8 та Біофордж – 44,7 тис. м. кв. У середньому на варіантах сорту Біла принцеса було сформовано 42,3 тис. м. кв, а сорту Ослава 40,7 тис. м. кв фотосинтетичної поверхні. Максимальну площу листкової поверхні для Білої принцеси виявлено за комплексного застосування Агріносу – 47,1 та Біофорджу – 49,37 тис. м. кв; для сорту Ослава: Регоплану – 43,9 та 44,8 тис. м. кв. Щодо сорту Ослава, то слід відзначити високу ефективність за позакореневого внесення Фаст старту (44,88 тис. м. кв). Біохімічні аналізи на спектрофотометрі ULAB 102 виявили, що вміст хлорофілів a та b у сорту Ослава був вищим і становив – 1,64 мг/г порівняно з 1,51 мг/г у сорту Біла принцеса. Слід відзначити підвищення цього показника за позакореневого внесення (1,59 мг/г) та комплексної обробки насіння та позакореневого внесення (1,60 мг/г). Серед регуляторів росту найвищого вмісту хлорофілів було виявлено за застосування Біофордж (1,64 мг/г), Фаст старт (1,64 мг/г) та Регоплан (1,65 мг/г). За 2019–2021 рр. найбільшу кількість плодів було сформовано у сорту Біла принцеса – 90,8 шт., а у Ослави – 89,5 шт. Нами виявлено істотне підвищення цього показника за позакореневого внесення (на 2,1 шт.) та комплексного внесення (на 2,8 шт.). Максимальну кількість стручків було виявлено в сорту Біла принцеса за комплексного застосування (насіння та позакореневе внесення) Біофордж – 96,1 шт. Індивідуальна продуктивність за масою насіння з однієї рослини у сорту Біла принцеса в середньому становила – 1,46 г, тоді як Ослава – 1,4 г. Застосування регуляторів росту обумовило суттєве підвищення цього показника. Так, середній показник за обробки насіння – 1,4 г; позакореневого внесення – 1,44 г; обробки насіння та позакореневого внесення 1,47 г, що суттєво більше, ніж на контролі (1,25 г). Максимальну масу насіння з однієї рослини було отримано за застосування Агрінос – 1,51 г та Біофордж – 1,54 г. Слід відзначити, що лідером серед досліджуваних варіантів є комплексне застосування (обробка насіння та позакореневе підживлення) Біофордж для сорту Біла принцеса – 1,7 г. Найбільший вплив на формування індивідуальної продуктивності гірчиці білої у середньому за 2019–2021 рр. мав фактор «погодні умови» – 68,2 %, а фактор «регулятори росту» – 18,5 %. За результатами трирічних досліджень вищу врожайність отримали у сорту Біла принцеса (1,97 т/га). Урожайність сорту Ослава була 1,89 т/га. Прибавка врожаю на варіантах використання регуляторів росту зокрема: за обробки насіння – 0,2 т/га; позакореневого внесення – 0,26 т/га; обробки насіння та по вегетації – 0,29 т/га. У розрізі регуляторів росту «фактор С» для сорту Біла принцеса істотно більший врожай було зібрано за використання Агрінос (2,15 т/га), Фаст старт (2,20 т/га) та Біофордж (2,29 т/га). Для сорту Ослава більш ефективним було позакореневе внесення Агрінос (2,01 т/га), Антистрес (2,02 т/га), Регоплан (2,04 т/га) та Фаст стар (2,08 т/га). У середньому по досліду для двох сортів максимальну врожайність понад 2,0 т/га отримали на варіантах за використання Фаст старт (2,0 т/га); Агрінос (2,03 т/га) та Біофордж (2,08 т/га). За результатами проведеного дисперсійного аналізу найбільш вагомий вплив мали погодні умови (67,8 %). Максимальну врожайність було сформовано в 2021 році – 2,22 т/га. Несприятливі умови 2019 р. обумовили формування найменшого врожаю – 1,7 т/га. Умови 2020 року дозволи реалізувати свій потенціал посівам гірчиці білої на рівні – 1,82 т/га. У розрізі сортів: Біла принцеса в 2019 р. – 1,73 т/га; у 2020 р. – 1,85 т/га; у 2021 р. – 2,26 т/га. Сорт Ослава сформував 1,67; 1,78 та 2,18 т/га насіння відповідно. Установлено, що за показником маси 1000 шт. насінин сорти істотно не відрізнялись (Біла принцеса – 4,72 г; Ослава – 4,73 г). Виявлено істотне підвищення крупності насіння за застосування регуляторів росту (4,64-4,83 г) поряд з контролем (4,5 г). Виявлено сортові особливості ефективності регуляторів росту, зокрема: у сорту Біла принцеса кращими були варіанти за застосування Біофордж (5,12 г), а у сорту Ослава – Регоплан (5,01 г) та Біофордж (5,1 г). Водночас застосування одноразового підживлення Фаст старт по вегетації рослин сорту Ослава забезпечило формування насіння з масою 1000 шт – 5,07 г. На формування показника маси 1000 шт. розраховано найбільший вплив регуляторів росту – 32,2 %. Погодні умови мали вплив на рівні 27,0 %; способи застосування РРР – 11,4 %. За результатами біохімічного аналізу, проведеного на інфрачервоному аналізаторі SupNir 2700, виявлено, що в середньому найвищий вміст олії в насінні формував сорт Біла принцеса – 30,4 % з варіюванням у межах 29,4–31,6 %. У сорту Ослава олійність дорівнювала 29,6 % і змінювалась в межах 28,4–31,1 %. У середньому за дослідом відмічена незначна тенденція до підвищення олійності насіння за застосування регуляторів росту (29,8–30,4 %) порівняно з контролем (28,9 %). Залежно від регулятора росту максимальний вміст олії (понад 30,0 %) формувався на варіантах за використання Регоплану (30,2 %); Фаст старт (30,4 %); Біофордж (30,6 %) та Стимуляте (31,0 %). Розраховано вищий збір олії у сорту Біла принцеса (0,6 т/га) порівняно із сортом Ослава (0,56 т/га). Отримано істотну прибавку на рівні 0,08–0,11 т/га за застосування регуляторів росту порівняно з контролем, де було сформовано 0,49 т/га олії. У середньому в розрізі досліджуваних регуляторів росту для сорту Біла принцеса більш ефективним за виходом олії було застосування Фаст старт (0,69 т/га) та Біофордж (0,71 т/га). У сорту Ослава істотно вищий вихід олії було отримано за використання Агрінос (0,6 т/га), Регоплан (0,6 т/га) та Біфордж (0,63 т/га). Вище зазначений біологічний вихід олії отримано за комплексного застосування регуляторів росту. Найбільш енергетично ефективним є вирощування гірчиці білої сорту Біла принцеса за обробки насіння+позакореневого внесення регуляторів росту Агрінос (Кее – 3,03) та Біофордж (Кее – 3,08). Слід відзначити високий коефіцієнт енергетичної ефективності за позакореневого застосування Фаст старт (3,07). У сорту Ослава вищі рівні енергетичної ефективності отримано за позакореневого застосування Агрінос (Кее – 2,9), Антистрес (Кее – 2,9), Регоплан (Кее – 2,92) та Фаст старт (Кее – 2,96). Аналіз показників економічної ефективності виявив, що максимальна маса прибутку (понад 24 тис. грн/га.) була отримана за вирощування гірчиці білої сорту Біла принцеса за обробки насіння+позакореневе внесення регуляторів росту Біофордж, Фаст старт та Агрінос за рентабельності понад 140 %. Сортові особливості Ослави обумовили вищу ефективність позакореневого застосування Агрінос та Регоплан. За застосування даних препаратів прибуток з одного гектара становив понад 22 тис. грн/га а рівні рентабельності 137 та 139 % відповідно. За результатами проведених досліджень для підвищення продуктивності, економічних та біоенергетичних показників вирощування гірчиці білої в умовах північно-східного Лісостепу України технологія повинна передбачати застосування регуляторів росту, зокрема для сорту Біла принцеса обробку насіння (ВВСН00) та в період вегетації (ВВСН14–18): регулятором росту Біофодж, Фаст старт або Агрінос для сорту Ослава позакореневе внесення (ВВСН14–18) Агрінос або Регоплан.