Оптимізація сортової технології вирощування сорго зернового в умовах Північно-Східного Лісостепу України

Abstract

Зміна клімату в бік аридизації розширює потенційний регіон вирощування культури зернового сорго. Основним аргументом більш інтенсивного залучення культури до Північно-Східного Лісостепу України є висока екологічна пластичність, здатність в несприятливі за значенням гідротермічного коефіцієнту бути повноцінною альтернативою іншим ярим зерновим (ячменю, кукурудзі, соняшнику, просу). Базисні елементи зональної технології вирощування сорго в південних регіонах вивчалися багатьма науковцями. Проте технологічні елементи вирощування цієї культури в умовах Північно-Східного регіону України потребують детального дослідження для забезпечення формування високих і сталих урожаїв. Актуальність вказаних проблем визначили наукову доцільність та практичне значення дослідження з метою оптимізації технології вирощування сорго зернового в умовах північно-східного регіону України. Уперше для зони Північно-Східного Лісостепу України встановлено сортові параметри технології вирощування сучасних сортів та гібридів сорго зернового вітчизняної та іноземної селекції. Визначено, середнє значення поправкового коефіцієнта (0,73) для розрахунку норми висіву на кінцеву густоту. Розраховано нормативні показники площі листкової поверхні посіву при використанні норм висіву від 165 до 490 тис.шт./га та нормах мінеральних добрив в діапазоні до N70P70K70. Розраховано алгоритм динаміки показників продуктивності рослин, кількості насіння та маси 1000 насінин при зміні норми висіву та норми мінеральних добрив. Розраховано рівень прибавки урожаю сортів сорго зернового за різних норм мінеральних добрив. Набули подальшого розвитку положення щодо сортової диференціації в зональних технологіях вирощування с.-г. культур. Обґрунтовано економічну ефективність внесення різних норм добрив та різних норм висіву за вирощування сорго зернового. У дисертаційній роботі викладено результати досліджень та теоретичне обґрунтування удосконалення елементів технології вирощування сорго зернового: вивчення сортових особливостей, впливу різних норм мінеральних добрив та різних норм висіву на ріст і розвиток рослин, продуктивність, урожайність та його якісні показники. Проаналізовано вітчизняні та закордонні наукові праці щодо значення культури на світовому ринку та питань вирощування сорго зернового у світі, Україні та Сумській області, які показують позитивну динаміку до збільшення посівних площ та врожайності культури за останні роки. Наведено огляд досліджень щодо встановлення впливу різних норм мінеральних добрив, а також норм висіву на ростові процеси рослин сорго зернового, на морфопараметри та якісні показники рослин. Визначено, що польова схожість сорго в досліді була обумовлена нормою висіву, погодними умовами року, особливостями генотипів: найвищі значення показника за роки досліджень відмічено на варіанті з нормою висіву 165 тис.шт./га в гібриду Янкі (88,9%), у сортів Самаран 6 та Дніпровський 39 на 6,3 – 6,6% нижче. Зі збільшенням норми висіву спостерігали тенденцію до зниження польової схожості у всіх сортів та гібриду сорго, а саме: Янкі – до 15%, Дніпровський 39 – до 13%, Самаран 6 – до 9,9%. Серед агротехнічних факторів, що вивчалися, найбільший вплив на польову схожість мала норма висіву насіння – 66%, генетичні особливості сортів та гібриду складали 15%. Виживаність рослин сортів та гібриду сорго зернового залежала від впливу норми висіву насіння, була найвищою на варіантах з найменшою нормою висіву в досліді – 165 тис.шт./га й становила 70,8 – 77,8% залежно від сорту. Передзбиральна густота посіву була максимальною в досліді в варіанті з найвищою нормою висіву – 490 тис.шт./га для всіх сортів та гібриду і була в середньому 299,43 тис. рослин/га. Суттєвої різниці росту та розвитку рослин на перших етапах онтогенезу, залежно від норми висіву, не спостерігалося. Фаза цвітіння починалася раніше при збільшенні норми висіву: від 2 днів (Самаран 6) до 5 днів (гібрид Янкі). Загалом підвищення норм висіву з 165 тис.шт./га до 490 тис.шт./га призводить до скорочення тривалості вегетаційного періоду від 5 (сорт Дніпровський 39) до 11 днів (гібрид Янкі). Загущення посіву позначається на площі фотосинтетичного апарату рослин: площа листків однієї рослини знижується, проте загальна листкова поверхня на 1 м2 зростає за рахунок збільшення кількості рослин. Аналіз вмісту пігментів в листках сорго виявив, що посилення затінення листків нижніх ярусів рослин як наслідок загущення посіву через збільшення норми висіву веде до зростання вмісту тіньового хлорофілу «b» у всіх сортів та гібриду сорго (на 0,9 – 0,14 мг/г). Встановлено, що найбільший вміст хлорофілів «а+b» в гібриду Янкі становив 2,30 мг/г на варіанті з нормою висіву 490 тис. шт./га, а найменший – на варіанті з нормою 165 тис. шт./га – 2,03 мг/г. Збільшення норм висіву до 490 тис.шт./га насіння негативно впливає на формування параметрів врожаю, знижує коефіцієнт продуктивної кущіння на 0,4 – 0,5, зменшується кількість та маса насіння на волоть у всіх сортів та гібриду сорго. Максимальна кількість насіння (581,61-635,37-817,5 шт./волоть) та його маса були в рослин в варіанті з нормою висіву 165 тис.шт./га (найнижча в досліді). Зі збільшенням густоти рослин маса насіння істотно знижувалася: у гібриду Янкі – на 23 % менше від максимального показника, у сортів Дніпровський 39 і Самаран 6 маса насіння знизилася на 32 та 23 % нижче від максимального показника маси насіння. Норми висіву, як і сортові особливості, впливали на рівень продуктивності сортів та гібриду сорго зернового. Врожайність варіювала від 1,87 т/га (норма висіву – 490 тис.шт./га схожого насіння, Самаран 6) до 4,29 т/га (норма висіву – 330 тис. шт./га схожого насіння, гібрид Янкі). Для формування високого рівня врожайності оптимальною густотою стояння рослин гібриду Янкі й сорту Дніпровський 39 була норма висіву 330 тис.шт./га, а для сорту Самаран 6 – 165 тис.шт./га. У всіх сортів і гібриду найнижчі значення показника врожайності були на варіанті з нормою висіву 490 тис.шт./га. Найвищий рівень рентабельності відмічено в гібриду Янкі на варіантах з нормою висіву 165 та 330 тис.шт./га. (31 і 24,6 %). Прибуток на цих варіантах склав 5544 та 4651 грн/га відповідно. У сорту Дніпровський 39 найвище значення рентабельності було на варіанті з нормою висіву 165 тис.шт./га – 8,5%, прибуток – 1517 грн/га. Підвищення норми висіву до 330 тис.шт./га призводило до зниження прибутку та рентабельності – 709 грн/га та 3,8% відповідно. Щодо сорту Самаран 6, то жоден із варіантів досліду не забезпечував позитивних показників рентабельності Дослідження впливу норм добрив на ріст, розвиток та врожайність сорго зернового виявило, що найкращі показники кінцевої густоти посіву забезпечив варіант із внесенням добрив нормою N70P70K70 у сорту Самаран 6 і гібриду Янкі (201,54 і 191,88 тис. шт./га відповідно), у сорту Дніпровський 39 варіант з нормою добрив N16P16K16 – 189,08 тис.шт./га. Найвищий показник кінцевої густоти рослин по фактору А виявлено у сорту Самаран 6, який становить 196,99 тис.шт./га. В середньому по варіантах з внесенням добрив, найвищий показник кінцевої густоти посіву 193,65 тис.шт./га був при внесенні норми добрив N70P70K70. Тривалість періоду вегетації, як реакція на різні норми внесення добрив, збільшувалася порівняно до вирощування на природному фоні: у гібрида Янкі на 17 днів, сортів Дніпровський 39 – на 10 днів, Самаран 6 – на 15 днів. Найбільшого впливу при застосуванні добрив зазнали фенологічні фази «сходи-цвітіння» та «цвітіння-стиглість». Фаза «сходи-цвітіння» подовжувалася при удобренні від 5 днів (Самаран 6 та Дніпровський 39) до 8 днів (гібрид Янкі). Дозрівання рослин при застосуванні норми добрив N70P70K70 наставало на 4 дні пізніше у сорту Дніпровський 39, у гібриду Янкі на 8 днів пізніше і у сорту Самаран 6 на 9 днів. Норми добрив вплинули на ростові процеси рослин сорго. У всіх сортів найбільша висота стебла спостерігалася на варіантах з нормою добрив N35P35K35. Виявлено, що удобрення призводило до збільшення кількості листків на одній рослині. У сорту Дніпровський 39 внесення мінеральних добрив в нормі N16P16K16 та N35P35K35 сприяло збільшенню кількості листків на 3-5 шт./рослину, й становило 22 і 24 шт./рослину. У гібриду Янкі внесення мінеральних добрив (N16P16K16 та N35P35K35 сприяло зростанню кількості листків відповідно від 1 до 9 шт./рослину. У сорту Самаран 6 норми добрив N16P16K16 та N35P35K35 сприяли збільшенню кількості листків на 7-8 шт./рослину до 25 і 26 шт./рослину. Площа листкового апарату залежала від норм добрив і зростала за всіма варіантами досліду. Коефіцієнт листкової поверхні посіву був найвищим у гібрида Янкі з показником – 2,13 м2/м2 та сорту Дніпровський 39 – 1,60 м2/м2. Найбільший вплив на коефіцієнт листкової поверхні мала норма добрив N70P70K70 (2,21 м2/м2) та N35P35K35 – (1,68 м2/м2). Виявлена відмінність між варіантами щодо формування генеративних органів рослин. Кількість волотей у рослин сорго залежала як від внесення добрив, так і від особливостей сорту і була найбільшою у гібриду Янкі – 226,77 тис./га та у сорту Самаран 6 – 254,81 тис./га. Норми добрив N35P35K35 та N70P70K70 забезпечили найвищі значення показника: 238,11 і 255,92 тис./га відповідно. Максимальні значення параметра довжини суцвіття були на варіанті із застосуванням мінеральних добрив в нормі N70P70K70. На варіантах із внесенням добрив N16P16K16 і N70P70K70 спостерігалася тенденція до зменшення розміру волоті. Найбільша кількість насіння у волоті була в гібриду Янкі (831,72 шт./волоть) та сорту Дніпровський 39 (518,98 шт./волоть) та при застосуванні норм добрив N35P35K35 та N70P70K70 – 575,11 та 666,85 шт./волоть відповідно. Встановлено збільшення маси насіння з підвищенням доз добрив на варіантах досліду. Найбільша маса 1000 насіння була в гібриду Янкі (20,65 г), та сорту Дніпровський 39 (14,68 г). Для формування виповненого насіння оптимальними були варіанти норми добрив N70P70K70 та N35P35K35 – 26,68 та 25,15 г відповідно. Отримання максимального врожаю в досліді у сорту Дніпровський 39 було за норми внесення добрив N35P35K35 та N70P70K70, (3,56 т/га – 4,52 т/га). Максимальна врожайність гібриду Янкі була відмічена за норм внесення добрив N70P70K70 та N35P35K35 і склала 6,32 і 4,29 т/га відповідно. Сорт Самаран 6, формував максимальну врожайність зерна у досліді за умови внесення добрив нормою N70P70K70 – 2,30 т/га. Зі збільшенням норм добрив зростав коефіцієнт урожайності, який був максимальний у гібриду Янкі та сорту Самаран 6. Оптимальними нормами добрив були N35P35K35 та N70P70K70 з середнім значенням коефіцієнта 35 – 37%. У сорту Дніпровський 39 та сорту Самаран 6 максимальний рівень прибавки врожаю відмічено на ділянках із внесенням N35P35K35 – 11,8 кг та 5,52 кг зерна на 1 кг д.р. відповідно. У гібриду Янкі найвищі значення показника – 11,90 кг зерна на 1 кг д.р. відмічено на ділянках із максимальною нормою N70P70K70. Встановлено, що в сорту Дніпровський 39 найбільший прибуток та рівень рентабельності забезпечило внесення норми добрив N35P35K35 – 709 грн/га і 3,8 % відповідно. Позитивні значення показників було досягнуто на варіанті з нормою добрив N70P70K70: прибуток – 411 грн/га, рентабельність – 1,7%. Всі варіанти внесення норм добрив при вирощуванні гібриду Янкі забезпечили позитивну прибутковість та рентабельність. Максимальний прибуток на варіанті з нормою добрив N70P70K70 склав 10570 грн/га, рентабельність на цьому варіанті була 43,7%.