64890

Теоретичні основи та агроекологічне обґрунтування заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах Південного Степу України

Автореферат

Экономическая теория и математическое моделирование

Формування продуктивності зрошуваних агрофітоценозів є складним багатофакторним процесом, оскільки залежить від природних (температура і вологість повітря, кількість атмосферних опадів, фотосинтетично активна радіація та ін.) й агротехнологічних...

Украинкский

2014-07-15

1.72 MB

4 чел.

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩІЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

"ХЕРСОНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ"

 

Коковіхін Сергій Васильович   

УДК: 581.4:633.635:631.6(477.72)

Теоретичні основи та АГРОЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ  заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних АГРОФІТОЦЕНОЗах півдеННОГО СТЕПУ України

06.01.09 – рослинництво

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора сільськогосподарських наук

Херсон – 2010

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Інституті землеробства південного регіону Національної академії аграрних наук України та Державному вищому навчальному закладі "Херсонський державний аграрний університет" упродовж 1994-2010 рр.

Науковий консультант:

доктор сільськогосподарських наук,

професор, член-кореспондент НААН України

ЛАВРИНЕНКО Юрій Олександрович,

Інститут землеробства південного регіону НААН України, заступник директора з наукової роботи  

Офіційні опоненти:

доктор сільськогосподарських наук, професор,

академік НААН України

Адамень Федір Федорович,

Кримський інститут агропромислового виробництва НААН України, радник дирекції

доктор сільськогосподарських наук, професор,

член-кореспондент НААН України

Каленська Світлана Михайлівна,

Національний університет біоресурсів та природокористування, завідувач кафедри рослинництва

доктор сільськогосподарських наук, доцент
Ізотов Анатолій Михайлович,

Південний філіал Національного університету
бі
оресурсів та природокористування України "Кримський агротехнологічний університет",
завідувач кафедри рослинництва, селекції, насінництва, агроінформаційних технологій та си
стем

Захист відбудеться  15  грудня 2010 р. о 1300 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 67.830.01 у ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет" за адресою: 73006, м. Херсон, вул. Рози Люксембург, 23, ауд. 92.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет" за адресою: 73006, м. Херсон, вул. Рози Люксембург, 23, головний корпус.

Автореферат розісланий    “ _12_ ” __листопада__ 2010 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук, доцент                                    А.В. Шепель

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Формування продуктивності зрошуваних агрофітоценозів є складним багатофакторним процесом, оскільки залежить від природних (температура і вологість повітря, кількість атмосферних опадів, фотосинтетично активна радіація та ін.) й агротехнологічних (зрошення, добрива, густота стояння рослин, сорти, терміни сівби, норми висіву насіння тощо) чинників. Вивчення впливу кожного окремого елемента на рівень урожайності ще більше ускладнюється через діяльність великої кількості живих організмів штучної агроекосистеми та їх різною пристосованістю до покращення або, навпаки, до погіршення умов існування.

Вирішення продовольчої проблеми, яка загострюється внаслідок економічної, енергетичної й екологічної кризи при зростанні чисельності населення нашої планети та змінах клімату, потребує розробки нових і вдосконалення існуючих технологій вирощування сільськогосподарських культур, обумовлює необхідність підвищення продуктивності  рослин, зокрема за рахунок збільшення віддачі від зрошення й ефективності використання агроресурсів.

Оптимізувати продукційні процеси зрошуваних агрофітоценозів можна за допомогою встановлення закономірностей росту й розвитку рослин на засадах вибірки, систематизації й узагальнення експериментальних даних та виявлення статистичних зв’язках між урожайністю сільськогосподарських культур, природними й агротехнологічними факторами. Також за умов використання статистичного моделювання існує можливість коригування густоти стояння рослин, доз мінеральних добрив, встановлення оптимальних строків і норм вегетаційних поливів, що має певне практичне значення для раціонального розподілу роботи дощувальних агрегатів у межах зрошуваних сівозмін та оптимізації витрат агроресурсів. Вирішення цих важливих питань при вирощуванні основних сільськогосподарських культур на зрошуваних землях Південного Степу України є актуальним.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Наукові розробки, узагальнені в дисертації, входили до складу тематичного плану лабораторій зрошення та автоматизованих систем управління Інституту землеробства південного регіону НААН України (до 2000 р. – Інститут зрошуваного землеробства)  і державних науково-технічних програм "Зернові і олійні культури", "Виробництво продукції на меліорованих землях", "Родючість ґрунтів", "Розвиток меліорованих територій", а також "Комплексної програми розвитку меліорації і поліпшення екологічного стану зрошуваних земель в Херсонській області" згідно з завданнями: "Розробити водо- та енергозберігаючі технології вирощування сільськогосподарських культур" (1995-2000 рр., № ДР 0197U015758); "Науково обґрунтувати і розробити заходи оптимізації використання води та агроресурсів у зрошуваному землеробстві півдня України" (2001-2005 рр., № ДР 0101U003002); "Обґрунтувати методологію оцінки і прогнозування ефективності використання агроресурсів, створити систему їх моніторингу" (2002-2004 рр., № ДР 0104U003792); "Виконати апробацію програмно-інформаційного комплексу реалізації системи точного землеробства на зрошуваних землях" (2003-2005 рр., № ДР 0104U002816); "Встановити закономірності ростових і продукційних процесів кукурудзи залежно від умов вологозабезпечення" (2003-2005 рр., № ДР 0104U005612); "Встановити залежність продуктивності зрошуваних агроценозів від вологозабезпеченості років і рівня інтенсифікації землеробства за даними експериментальних  досліджень, розробити моделі зв’язку "врожай – вологозабезпеченість" та виконати ідентифікацію їхніх параметрів" (2005-2010 рр., № ДР 0106U006135); "Розробити новітні технології вирощування зернових і технічних культур на зрошуваних землях Півдня України" (2005-2010 рр., № ДР 0106U006134); "Вивчити закономірності та розробити математичні моделі формування урожаю польових культур при зрошенні" (№ ДР 0108U005998) тощо в яких автор був відповідальним виконавцем і науковим керівником.

Мета і завдання дослідження. Мета дисертаційної роботитеоретично обґрунтувати та розробити заходи оптимізації продукційних процесів різних за біологічними особливостями сільськогосподарських культур в умовах південного Степу України з урахуванням природних, технологічних, економічних, енергетичних та екологічних чинників.

Для досягнення поставленої мети передбачалось вирішення таких завдань:

  •  дослідити вплив теплоенергетичних чинників на продуктивність рослин у зрошуваних агроценозах півдня України;
  •  встановити динаміку водоспоживання рослин, розробити заходи оптимізації режимів зрошення за допомогою використання інформаційних технологій;
  •  визначити рівень урожаю та якісні показники одержаної продукції залежно від диференціації елементів технології вирощування;
  •  дослідити вплив агротехнічних і природних факторів на динаміку показників поживного режиму ґрунту, оптимізувати заходи інтегрованого захисту рослин у зрошуваних агроценозах південного Степу України;
  •  здійснити статистичне моделювання продукційних процесів рослин на засадах комплексного моніторингу й оптимізації витрат агроресурсів з використанням інформаційних технологій та розробкою спеціального програмного забезпечення;
  •  виявити екологічні проблеми зрошуваних агрофітоценозів й розробити заходи прогнозування еколого-меліоративного стану поливних земель;
  •  провести економічну й енергетичну оцінку розроблених агротехнічних заходів технологій вирощування досліджуваних культур.

Об’єкт дослідження  процеси росту й розвитку досліджуваних сільськогосподарських культур, закономірності продукційних процесів рослин, динаміка сумарного водоспоживання й середньодобового випаровування, трансформація поживних речовин і водорозчинних солей у різних горизонтах темно-каштанового ґрунту.

Предмет досліджень – сільськогосподарські культури: люцерна, пшениця озима, кукурудза на насіння, зерно та зелений корм, соя, ріпак; теплоенергетичні показники: сума температур повітря за період вегетації, температурний індекс, сумарна сонячна радіація та  фотосинтетично активна радіація за вегетаційний період, коефіцієнт корисної дії ФАР; темно-каштановий ґрунт; водно-балансові показники: вихідні запаси вологи в ґрунті, середньодобове випаровування, кількість опадів, зрошувальна норма, сумарне водоспоживання; агрохімічні показники: вміст гумусу, макроелементів і водорозчинних солей в ґрунті; математико-статистичні показники: найменша істотна різниця, коефіцієнти варіації і кореляції, регресійні рівняння; економічна й енергетична ефективність розроблених елементів технологій вирощування.

Методи дослідження – дослідження проводилися за загальнонауковими методами: гіпотеза, експеримент, спостереження, аналіз, синтез, індукція та спеціальними: польовий, лабораторний, аналітичний; використовувалися статистичні та порівняльно-обчислювальний методи (дисперсійний, кореляційний, регресійний і варіаційний аналіз).

Наукова новизна одержаних результатів.

Уперше для умов зрошення південного Степу України:

  •  встановлено закономірності продукційних процесів рослин пшениці озимої і кукурудзи на зерно залежно від умов вологозабезпечення та теплоенергетичних показників;
  •  розроблено програмне забезпечення для оптимізації режимів зрошення сільськогосподарських культур на засадах імітаційного моделювання середньодобового випаровування різних за біологічними ознаками культур;
  •  розроблені програмні засоби з оптимізації інтегрованого захисту рослин в умовах зрошення;
  •  створено статистичні моделі "вологозабезпеченість – урожайність" залежно від гідротермічних умов у роки проведення досліджень;
  •  розраховані кореляційно-регресійні моделі продукційних процесів рослин залежно від комплексної дії природних і технологічних факторів.

Удосконалена:

  •  система агротехнічних заходів, спрямованих на оптимізацію продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах півдня України, підвищення рівня врожаю та якісних показників;
  •  система агромеліоративного моніторингу зрошуваних земель, що  зазнали підтоплення, та розроблені заходи з підвищення їх продуктивності.

Набуло подальшого розвитку положення щодо закономірностей динаміки сумарного водоспоживання та середньодобового випаровування досліджуваних сільськогосподарських культур залежно від природних та агротехнологічних факторів.

Доведена економічна й енергетична ефективність розроблених агротехнічних заходів, шляхом прогнозних розрахунків, обґрунтована необхідність розвитку зрошення в південному регіоні України.

Наукова новизна висвітлених у дисертаційній роботі результатів досліджень підтверджена авторськими правами одержаних 16 патентів і свідоцтв.

Практичне значення одержаних результатів. Полягає в розробці й удосконаленні технологічних заходів вирощування основних сільськогосподарських культур на зрошуваних землях степової зони України, які забезпечують одержання максимальної продуктивності рослин, оптимізацію використання агроресурсів і знижують антропогенний тиск на довкілля.

Результати досліджень використовувались у розробці зональних і регіональних систем землеробства на зрошуваних землях півдня України (Херсон, 2001, 2003, 2008), а також включені в науково обґрунтовану систему землеробства (Київ, 2005, 2007; Дніпропетровськ, 2006; Херсон, 2008), довідники та навчальні посібники (Херсон, 2005-2009).

Наукові розробки впроваджувались у виробництво в рамках госпдоговірної тематики Інституту землеробства південного регіону НААН України у господарствах Херсонської і Запорізької областей за темами "Визначити пілот-об’єкти для проведення апробації програмного забезпечення технологій вирощування озимої пшениці, кукурудзи та сої",  "Розробити і впровадити технологію вирощування кукурудзи на зерно з рівнем врожайності 11-12 т/га", "Оптимізація режимів зрошення в зоні діяльності Каховського міжрайонного управління водного господарства", "Розробити й упровадити методи управління режимами зрошення сільськогосподарських культур і відпрацювати сучасні технології вирощування для умов господарства СТОВ "Дніпро" та інших, де автор був відповідальним виконавцем і науковим керівником.   

Запропоновані автором наукові розробки пройшли виробничу перевірку та знайшли широке використання в господарствах південних областей України та АР Крим, що підтверджено відповідними довідками й актами.  

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є результатом багаторічної наукової діяльності здобувача. Усі наукові положення, що виносяться на захист, одержані особисто дисертантом. Автором здійснено інформаційний пошук, аналіз, узагальнення й оцінку даних літературних джерел і мережі Інтернет, розроблено основні концепції досліджень, робочі гіпотези, обґрунтована методологія, визначена мета й завдання досліджень і методи їх виконання, проведені польові та лабораторні дослідження й аналітична обробка результатів досліджень, покладених в основу експериментальної частини дисертації, здійснено аналіз і статистична обробку одержаних результатів, сформульовано висновки та рекомендації виробництву. В окремих розділах дисертаційної роботи й авторефераті як первинний цифровий матеріал для дисперсійного, кореляційно-регресійного, варіаційного аналізів, прогнозування вологозабезпеченості та програмування врожаю використано експериментальні дані, одержані сумісно з іншими вченими Інституту землеробства південного регіону НААН України та ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет", про що зазначається відповідними посиланнями, а спільні авторські права закріплені патентами та свідоцтвами авторського права на твір.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідалися на Міжнародних і Всеукраїнських науково-практичних конференціях "Актуальні проблеми ефективного використання зрошуваних земель" (Херсон, ІЗЗ, 1997); "Наукові проблеми виробництва зерна в Україні та сучасні методи їх вирішення" (ІЗГ, Дніпропетровськ, 2000); "Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений" (Харків, Інститут рослинництва, 2001); "Актуальні проблеми сучасного землеробства" (Луганськ, ЛАНУ, 2003); "Науково-виробничі аспекти кормовиробництва та ефективного використання кормів" (Львів, ЛАДУ, 2003); "Нормування в зрошуваному землеробстві" (Херсон, ХДАУ, 2005); "Аспекти сучасного розвитку аграрного виробництва  в ринкових умовах" (Миколаїв, МДАУ, 2006); "Стан, проблеми та перспективи адаптивного землеробства в геоінформаційному просторі" (Херсон, ХДАУ, 2007); "Роль науки і дорадчих служб, виходячи з актуальних і нових викликів, які стоять перед селом і сільським господарством " (Херсон, 2008); "Інноваційні агротехнології в умовах глобального потепління" (Мелітополь, ТДАТУ, 2009); "Проблеми та перспективи ведення землеробства в посушливій зоні Степу України" (Херсон, ІЗПР, 2009); семінарі "Комп’ютерна програма для створення бази даних польового стаціонарного досліду" (Харків, ННЦ "Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського", 2010), на першому відкритому з’їзді фітобіологів Херсонщини (Херсон, ХДУ, 2006), на обласних, районних і міжнародних науково-практичних семінарах та конференціях з питань рослинництва, меліорації, зрошуваного землеробства, економіки й екології, форумі-виставці "Екологічний стандарт якості та безпечна продукція – крок в майбутнє" (Київ, 2008) та інших. Також результати досліджень, що висвітлені в дисертаційній роботі доповідались у Поморському осередку сільськогосподарського дорадництва, м. Старе Поле, Республіка Польща (2008, 2010).

Науково-теоретичні й практичні положення результатів досліджень висвітлені в наукових працях автора й одержали позитивну оцінку на засіданнях учених і координаційних рад Інституту землеробства південного регіону, Інституту зернового господарства та Інституту гідротехніки і меліорації НААН України. Крім того, матеріали дисертаційної роботи впроваджені в навчальний процес ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет" та ДВНЗ "Сумський національний аграрний університет".

Публікації. Основні результати досліджень опубліковано в 147 наукових працях, у тому числі 10 – у монографіях і навчальних посібниках, 83 статті – у фахових виданнях, 11 науково-методичних рекомендацій виробництву, 14 тез доповідей, 8 патентів і 8 свідоцтв про реєстрацію авторського права на твір.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 440 сторінках комп’ютерного тексту і складається зі вступу, дев'яти розділів, аналізу й узагальнення результатів досліджень, висновків і рекомендацій виробництву, списку використаних джерел, додатків. Робота містить 70 таблиць, 95 малюнків, 47 додатків. Список використаних літературних джерел налічує 532 найменування, у тому числі 37 іншомовних.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі дисертаційної роботи обґрунтовано актуальність обраної теми досліджень, визначено мету та завдання, викладено найбільш вагомі результати, що характеризують науково-практичну новизну. Вказано практичне значення та можливості застосування отриманих результатів.

У першому розділі "Стан вивченості питань щодо заходів оптимізації продукційних процесів рослин в агрофітоценозах (огляд літературних джерел)" проаналізовані дані літературних джерел, в яких висвітлені теоретичні основи, практичні аспекти обраного напряму досліджень та актуальність наукової проблеми. Визначено науково-методичні й агроекологічні підходи до формування високопродуктивних агрофітоценозів в умовах зрошення. Доведена можливість управління інтенсивністю продукційних процесів рослин з урахуванням природних і регулюванням технологічних факторів.

У другому розділі "Методологічні питання, умови, програма та методика проведення досліджень" наведені дані щодо умов виконання досліджень, методику їх проведення й агротехніку в дослідах.

Однією з найважливіших ознак свідомості людини є пізнання, у процесі якого вона усвідомлює різноманітні явища та процеси в навколишньому середовищі. Основними напрямами наукового пізнання є такі його форми й прийоми, як ідея, проблема, гіпотеза, концепція

За допомогою теоретичних розробок і методологічних питань вітчизняних і закордонних учених, які працювали над проблемами підвищення продуктивності сільськогосподарських культур у різних природно-кліматичних зонах, було визначено головні напрями досліджень щодо оптимізації продукційних процесів рослин, підвищення рівня врожаю та якісних показників в умовах Південного Степу України.

Одержання високих і гарантованих урожаїв сільськогосподарських культур у зоні Степу за наявності інших сприятливих факторів (родючість ґрунтів, достатня кількість тепла і світла) ускладнюється нестачею елементів живлення й передусім азоту. За таких умов відбувається зниження продуктивності рослин та якості врожаю, що зумовлює необхідність застосування добрив і штучного покращення вологозабезпеченості рослин за допомогою зрошення.

Роки проведення досліджень за погодними умовами були різними, що дозволило отримати об’єктивну інформацію з досліджуваних питань. Одночасно ґрунтові та метеорологічні умови за роки проведення досліджень у достатньою мірою відображають агроекологічні та кліматичні ресурси підзони південного Степу України.

Польові й лабораторні дослідження були проведені протягом 1994-2009 рр. на дослідних полях Інституту землеробства південного регіону Національної академії аграрних наук України. Крім того, узагальнення експериментальних даних і їх статистична обробка проводилась у Державному вищому навчальному закладі "Херсонський державний аграрний університет" протягом 2002-2010 рр. У дисертаційній роботі висвітлено результати досліджень з основними сільськогосподарськими культурами, які вирощують на зрошуваних землях південного Степу України – люцерною, пшеницею озимою, кукурудзою, соєю, ріпаком. Назви, місце та роки проведення досліджень, а також номера схем дослідів наведено в таблиці 1.

Таблиця 1

Польові та лабораторні дослідження, які проведено з метою реалізації програми з оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах

південного Степу України

Назва досліду

Місце проведення

Роки проведення

дослідів,

№ схем

Вивчити закономірності та розробити математичні моделі формування урожаю польових культур при зрошенні

Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України

1970-2008,

Схема № 1

Встановити залежність продуктивності зрошуваних агроценозів від вологозабезпеченості років і рівня інтенсифікації землеробства за даними експериментальних  досліджень, розробити моделі зв’язку "врожай – вологозабезпеченість" та виконати ідентифікацію їхніх параметрів

Лаб. зрошення, селекції кукурудзи й АСУ, ІЗПР НААН України

1970-2008,

Схема № 2

Вивчити вплив різних способів поливу на продуктивність люцерни другого-третього року життя при мінімізації зрошувальних норм

Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України

2002-2005,

Схема № 3

Вивчити ефективність різних видів поливів озимої пшениці

Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України

2003-2005,

Схема № 4

Вивчити ефективність проведення вегетаційного поливу в різні фази розвитку озимої пшениці

Лаб. зрошення й АСУ, ІЗПР НААН України

2003-2005,

Схема № 5

Встановити ефективність режимів зрошення на ділянках гібридизації кукурудзи

Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України

1995-2000,

Схема № 6

Продуктивність самозапилених ліній кукурудзи залежно від режимів зрошення, регуляторів росту та густоти стояння рослин

Лаб. зрошення і АСУ, ІЗПР НААН України

1998-2000,

Схема № 7

Дослідити вплив системи удобрення на вміст гумусу, азоту, фосфору й калію за багаторічний термін при зрошенні

Лаб. агрохімії і меліоративного ґрунтознавства й АСУ, ІЗПР НААН України

1967-2008,

Схема № 8

Вивчити ефективність застосування органічних і мінеральних добрив у зрошуваних сівозмінах в умовах південного Степу  України

Лаб. агрохімії та меліоративного ґрунтознавства й АСУ, ІЗПР НААН України

1989-2009,

Схема № 9

Дослідити продуктивність різних за скоростиглістю сортів сої залежно від схем захисту від бур'янів

Лаб. агротехніки зернових культур і АСУ, ІЗПР НААН України

1998-2000,

Схема № 10

Встановити ефективність вегетаційних поливів у різні фази розвитку сої в умовах півдня України

Лаб. агротехніки зернових культур та АСУ, ІЗПР НААН України

1998-2000,

Схема № 11

Дослідити вплив фону мінерального живлення та схеми захисту посівів від шкідників на продуктивність рослин ріпаку озимого

Лаб. кормовиробництва й АСУ, ІЗПР НААН України

1999-2002,

Схема № 12

Вивчити  процеси розвитку вторинного галогенезу темно-каштанового ґрунту залежно від тривалості зрошенні при поливі водами підвищеної мінералізації

Лаб. агрохімії та меліоративного ґрунтознавства й АСУ, ІЗПР НААН України

2001-2007,

Схема № 13

Дослідити продуктивність сільськогосподарських культур на зрошуваних землях з різним рівнем ґрунтових вод та розробити заходи оптимізації продукційних процесів рослин

Лаб. агрохімії та меліоративного ґрунтознавства й АСУ, ІЗПР НААН України

2000-2005,

Схема № 14

Польові досліди закладали методом рендомізованих розщеплених ділянок відповідно до методики польових дослідів з вивчення агротехнічних прийомів вирощування сільськогосподарських культур (Доспехов Б.А., 1986, Ушкаренко В.А., Скрипников  А.Я., 1988). Повторність – чотириразова, площа облікових ділянок нижчого порядку – не менше 50 м2.

Ґрунт дослідних ділянок темно-каштановий середньосуглинковий слабкосолонцюватий на карбонатному лесі. В орному шарі ґрунту містилося гумусу 2,8-3,4%, кількість якого з глибиною поступово зменшувалася. Загальний вміст азоту низький – 0,17-0,29%, рухомого фосфору середній (21-27 мг), обмінного калію – високий (324-367 мг/кг ґрунту).

Розрахунок норм внесення мінеральних добрив на заплановану врожайність проводили за методом оптимальних параметрів з урахуванням вмісту поживних речовин у ґрунті (Гамаюнова В.В., Филипьев И.Д., 1997).

Найменша вологоємність метрового шару ґрунту складала 21,5%, загальна  шпаруватість – 45,0, вологість в'янення – 9,0% від маси сухого ґрунту, щільність будови – 1,47 г/см.

Фенологічні спостереження проводили на постійно закріплених рослинах у двох несуміжних повтореннях польових дослідів. Відмічалося  настання основних фаз росту й розвитку досліджуваних сільськогосподарських культур. Біометричні замірювання рослин, обліки забур`яненості посівів, структуру врожаю проводили згідно із загальноприйнятими методиками дослідної справи (Методические рекомендации по проведению полевых  опытов  в  условиях орошения УССР, 1985).

Аналітичні дослідження з рослинними зразками проводили за методиками: сирий протеїн, загальний азот – за Кельдалем; сира клітковина – за Геннебергом і Штомманом; сирий жир – шляхом екстрагування за Рушковським; сира зола – методом сухого озолення; калій – на полуменевому фотометрі; фосфор – фотоколометричним методом. Розрахунок вмісту кормових одиниць у сухій речовині зроблено на основі хімічних аналізів.

Фактичну вологість ґрунту визначали термостатно-ваговим  методом на модельних ділянках одного з повторень дослідів. Проби ґрунту відбирали пошарово через  10 см на глибину 0,5-2,0 м за міжфазними періодами досліджуваних сільськогосподарських культур для визначення строків поливів і розрахунку сумарного водоспоживання рослин.

Вегетаційні поливи проводили дощувальним агрегатом ДДА-100 МА. Фактична величина поливної норми визначалася за допомогою устаткування дощувальних агрегатів.

Облік опадів проводився за даними групи метеорологічних спостережень Херсонської агрометеорологічної станції з коригуванням їх кількості згідно з показниками ґрунтових дощомірів, які були встановлені безпосередньо на дослідних ділянках. З метою встановлення показників тривалості сонячного сяйва та визначення показників сумарної та фотосинтетично активної радіації використовували універсальний геліограф Кемпбела-Стокса. Ефективність використання теплових ресурсів зони південного Степу оцінювали за температурним індексом (Ильинская И.Н., 2001).

З метою встановлення впливу погодних умов на продуктивність досліджуваних культур за незмінності агротехнологічних факторів користувалися індексом оцінки агрометеорологічних умов вегетації (Тараріко Ю.О., 2008).

Для здійснення оцінки впливу накопичення сум ефективних температур за осінній та весняно-літній вегетаційний період, а також для проведення інших розрахунків  використовували ЕІД "Agromet".

Збирання та облік урожайності досліджуваних культур проводили в фазу повної стиглості з  усієї  облікової  площі  ділянок. Результати обліку врожаю обробляли методами дисперсійного, кореляційного та регресійного аналізів з використанням програмно-інформаційного комплексу "Agrostat".

Економічна ефективність різних варіантів польових дослідів проведена за фактичними витратами, передбаченими технологіями вирощування сільськогосподарських культур в умовах півдня України за фактичними показниками технологічних карт. Енергетичну оцінку досліджуваних чинників проводили використовуючи "Методику биоэнергетической оценки технологий производства продукции растениеводства" (1983) і "Методику оцінки біоенергетичної ефективності технологій виробництва сільськогосподарських культур" (1997).

У третьому розділі "Вплив теплоенергетичних чинників на інтенсивність продукційних процесів рослин у зрошуваних агроценозах півдня України" висвітлені результати досліджень з встановлення теплоенергетичних показників для проведення порівняльної оцінки ефективності використовування земель сільськогосподарського призначення та елементів технологій вирощування.

Доведена можливість встановлення показників ФАР за допомогою розрахункових методів, які дозволяють отримати кінцеві результати за різні періоди вегетації рослин за мінімальної кількості вихідних даних – тривалості сонячного сяйва та географічної широти метеорологічної станції. Застосовування баз даних з мережі Інтернет після їх електронного форматування дозволяє отримати необхідні для розрахунків показники.

З метою прискорення й полегшення розрахунків, а також для підвищення їх точності, нами створено з використанням засобів комп’ютерного проектування Microsoft Office Excel 2003 Програмний модуль "ФАР" (рис. 1).

Модуль складається з одного активного вікна, в яке необхідно внести чотири текстові блоки:

1. "Термін спостережень" –  початок терміну розрахунків надходження ФАР (в розглянутому прикладі – "1 квітня").

2. "Термін спостережень" – закінчення терміну розрахунків ("31 жовтня").

3. "Середина періоду" – обирається дата середини розрахункового періоду ("16 липня").

4. "МС" – вказується метеорологічна станція, з якої обрано необхідні для розрахунків показники ("Херсон").

Після цього вводяться чотири цифрові показники:

1.  "∑ПСС" – наводиться показник тривалості сонячного сяйва в годинах (за даними метеорологічної станції вказаної в пункті 4 попереднього блоку, які одержують розглянутими вище способами).

Рис. 1. Зовнішній вигляд активного вікна Програмного модуля "ФАР"

(пояснення в тексті)

2. "Широта місця спостережень" – вказується географічна широта метеорологічної станції (для Херсонської МС – 46˚ північної широти).

3. "Нахил Сонця залежно від календарних дат для середини періоду" – обирається з довідкової таблиці залежно від дати середини періоду вказаного в пункті 3 попереднього блоку (для 16 липня  дорівнює 21,4˚ (див. рис. 1)).

4. "" – коефіцієнт переходу з сумарної радіації до інтегральної ФАР. Коефіцієнт обирається залежно від висоти Сонця в полудень для середньої дати розрахункового періоду () за допомогою другої довідкової таблиці. Миттєво після введення необхідної цифрової інформації користувач отримує кінцевий показник інтегральної ФАР за досліджуваний період у ккал/см2, кДж/см2, млн. ккал/га та ГДж/га.

В дослідах з пшеницею озимою встановлено вплив агрометеорологічних чинників на продуктивність пшениці озимої за умов використання біологічно оптимального режиму зрошення з використанням варіаційного, кореляційно-регресійного та індексного аналізу багаторічних експериментальних даних.

Згідно з обліком температурного режиму встановлена різниця амплітуди коливань сум температур за десяти-двадцятирічними періодами й, особливо, відносно показників сум понад 10°C. Так, період із 1970 по 1985 роки характеризувався істотними коливаннями, які дорівнювали в середньому 57-349°С, а період з 1990 по 2000 роки – відрізнявся стабільністю з відхиленнями від середньоарифметичного показника лише на 12,3-72,8°С. З 2000 року й по теперішній час також відмічається наростання амплітуди відхилень сум температур понад 5 і 10°C, що схоже на тенденцію за 1970-1985 роки.

Розрахунками доведено, що показник гідротермічного коефіцієнта при вирощуванні пшениці озимої на зрошуваних землях півдня України знижується швидкими темпами. У середньому за досліджуваний період ГТК за вегетацію пшениці озимої дорівнював 0,61 з діапазоном довірчого інтервалу від 0,505 до 0,695. Крім того, розрахунками доведено, що показник ГТК має дуже велику розбіжність за окремими роками (коефіцієнт варіації за досліджуваний період дорівнює 49,7%). Прогнозування за одержаним рівнянням лінійної регресії свідчить про зниження  гідротермічного  коефіцієнта  у 2010 році до 0,39, а у 2015 році – до 0,35, відповідно.

За даними звітів лабораторії зрошення ІЗПР НААН України, накопичено інформацію про динаміку врожаю озимої пшениці за період 1971-2008 рр. з урахуванням передпосівних і вегетаційних поливів, які проводилися водою з Інгулецької зрошувальної системи. Встановлено, що середня врожайність озимої пшениці на за 1971-2008 рр. дорівнювала 5,34 т/га й коливалась від 2,02 т/га в 2003 р. до 7,81 т/га в 1986 р., відповідно. Встановлено, що рівень сприятливості агрометеорологічних умов для отримання програмованого врожаю озимої пшениці коливається за досліджуваний період від 0,42 до 1,36 при середньо-багаторічному значенні 0,98. Великий інтервал коливань рівня сприятливості агрометеорологічних умов, виражений через індекс, спричинений значними коливаннями окремих метеорологічних показників.

Результати розрахунків урожайності озимої пшениці свідчать про точність розробленої моделі. Результати розрахунків фактичної та змодельованої урожайності пшениці озимої мають близькі значення й однакову динаміку коливань продуктивності рослин. Слід зауважити, що більш істотні коливання фактичного рівня врожаю вказують на недостатній рівень інтенсивності продукційних процесів і потребує коригування та чіткого дотримання технологічних заходів для нівелювання уражуючих чинників навколишнього середовища.

Проведеним угрупуванням показників сум температур повітря та надходження фотосинтетично активної радіації за період вегетації різних за скоростиглістю гібридів кукурудзи встановлено, що вони мають взаємопов’язані тенденції практично в усі роки, крім сухих (2002, 2007 рр.). Навпаки, у вологі роки (1997, 2004 рр.) простежується закономірність щодо зростання продуктивності рослин кукурудзи зі збільшенням теплоенергетичних показників (рис. 2).

Результати наших досліджень дозволили виявити істотну амплітуду в коливаннях рівня врожайності зерна кукурудзи за окремими роками, зростання її у середньовологі та вологі роки та суттєве зниження у середньосухі та сухі. Причому найменші коливання врожайності відмічені у середньостиглих гібридів, а найвищі – у ранніх.

Рис. 2. Урожайність ранніх (РГ), середніх (СГ) і пізніх (ПГ) гібридів кукурудзи залежно від суми температур та показників фотосинтетично активної радіації в умовах зрошення (дослід № 2)

Систематизація й групування багаторічних агрометеорологічних показників, сумарного водоспоживання та режиму зрошення за вегетаційний період кукурудзи на зерно свідчать, що вони змінюються в дуже широких межах залежно від гідротермічних умов вегетації. Розрахунки показників температурного індексу та коефіцієнта корисної дії ФАР виявили їх залежність від вологозабезпеченості року та продуктивності рослин (табл. 2). Найвищі витрати теплових ресурсів на тонну зерна кукурудзи (Ти=677,8) були у сухому 2002 році у пізньостиглих гібридів, також у цьому варіанті встановлено мінімальний коефіцієнт корисної дії ФАР (ηф=0,87%). Це пояснюється дуже несприятливими погодними умовами цього року під час наливу зерна гібридів пізньостиглої групи.

Найоптимальніше використовували термічні ресурси (Ти=201,6) і прихід фотосинтетично активної радіації (ηф=3,20%) пізньостиглі гібриди у середньосухому 2006 р.

Найвища врожайність (10,3-12,6 т/га) гібридів усіх груп стиглості формується у вологі роки, а найменша (5,9-7,0 т/га) – у сухі.  Такі ж тенденції виявлені й у оцінці показників температурного індексу та коефіцієнта корисної дії ФАР. Так, у вологі роки Ти коливався  в межах 226,4-234,9, а сухі роки - збільшився на 36,2-47,3%.

Протилежна ситуація відмічена щодо ефективності використання сонячної радіації, оскільки у вологи роки  ηф складав 2,68-2,91%, а в сухі роки зменшився до 1,58-1,73%, або в 1,6-1,8 рази.

Показники надходження фотосинтетично активної радіації (QФ) відрізнялися середнім ступенем мінливості з варіюванням у межах від 11,2 до

Таблиця 2

Динаміка врожайності зерна гібридів кукурудзи залежно від

гідротермічних умов та інтенсивності сонячної радіації

Рік – вологозабезпеченість

Група

стиглості

гібридів

Показники

, т/га

ΣТ, ˚С

Ти

ЕВ,

ГДж/га

Q,

ГДж/га

QФ,

ГДж/га

ηф,

%

1994 – середній

ранньостиглі

6,5

2257,4

347,3

209,5

22134

11288

1,86

середньостиглі

7,5

2567,6

344,2

240,5

24627

12560

1,91

пізньостиглі

7,8

2930,3

374,7

252,1

30244

15425

1,63

1995 –

середньосухий

ранньостиглі

6,4

2223,4

348,5

205,6

22216

11330

1,81

середньостиглі

7,4

2514,8

340,3

238,2

25567

13039

1,83

пізньостиглі

7,8

2827,6

361,6

252,1

28131

14347

1,76

1996 – сухий

ранньостиглі

6,1

1933,4

316,4

196,9

21096

10759

1,83

середньостиглі

7,6

2379,9

314,4

244,0

24261

12373

1,97

пізньостиглі

7,8

2637,8

337,3

252,1

26551

13541

1,86

1997 –  вологий

ранньостиглі

10,2

2327,4

228,6

328,1

22638

11545

2,84

середньостиглі

11,5

2512,1

217,7

372,0

25105

12804

2,91

пізньостиглі

12,2

2805,6

230,5

392,3

29582

15087

2,60

1998 – середній

ранньостиглі

7,5

2097,7

280,8

240,8

21278

10852

2,22

середньостиглі

7,7

2454,1

319,1

247,9

25509

13009

1,91

пізньостиглі

7,6

2687,0

355,9

243,4

29050

14816

1,64

1999 –

середньосухий

ранньостиглі

9,0

2168,7

240,4

290,7

21244

10835

2,68

середньостиглі

10,7

2467,9

230,0

345,9

23829

12153

2,85

пізньостиглі

11,3

2773,7

246,1

363,3

26862

13700

2,65

2000 –

середньовологий

ранньостиглі

6,9

2316,9

334,8

223,1

25784

13150

1,70

середньостиглі

8,2

2538,4

309,6

264,3

27256

13900

1,90

пізньостиглі

10,4

2979,9

285,4

336,5

32232

16438

2,05

2001 –

середньосухий

ранньостиглі

5,5

2008,4

364,5

177,6

21881

11160

1,59

середньостиглі

6,1

2342,1

383,3

196,9

25176

12840

1,53

пізньостиглі

8,5

2671,6

316,2

272,4

28650

14612

1,86

2002 – сухий

ранньостиглі

4,3

2188,3

513,7

137,3

23468

11969

1,15

середньостиглі

5,2

2518,3

481,5

168,6

26947

13743

1,23

пізньостиглі

4,2

2833,4

677,8

134,7

30272

15439

0,87

2003 –

середньовологий

ранньостиглі

7,2

2454,4

339,0

233,4

28626

14599

1,60

середньостиглі

8,1

2770,7

343,8

259,8

32946

16802

1,55

пізньостиглі

8,9

3119,3

349,3

287,8

37303

19024

1,51

2004 – вологий

ранньостиглі

10,3

2308,8

224,2

332,0

21852

11144

2,98

середньостиглі

11,4

2882,7

252,0

368,7

28673

14623

2,52

пізньостиглі

12,9

3023,7

234,6

415,5

29678

15136

2,75

2005 –

середньовологий

ранньостиглі

9,0

2106,3

234,0

290,1

19361

9874

2,94

середньостиглі

11,1

2450,8

221,4

356,8

22420

11434

3,12

пізньостиглі

12,6

2771,4

220,8

404,5

26007

13263

3,05

2006 –

середньосухий

ранньостиглі

8,5

1967,5

231,5

274,0

19548

9970

2,75

середньостиглі

10,6

2339,4

221,5

340,4

23453

11961

2,85

пізньостиглі

12,7

2554,7

201,6

408,4

25033

12767

3,20

2007 – сухий

ранньостиглі

7,4

2253,1

304,5

238,5

23631

12052

1,98

середньостиглі

8,2

2524,6

308,6

263,7

26146

13334

1,98

пізньостиглі

9,1

2807,3

307,8

294,0

28840

14709

2,00

2008 – середній

ранньостиглі

8,3

2113,9

253,5

268,8

22280

11363

2,37

середньостиглі

8,7

2506,4

288,4

280,1

25210

12857

2,18

пізньостиглі

8,9

2901,1

324,9

287,8

28130

14346

2,01

Примітки: – врожайність зерна кукурудзи при 14% вологості, т/га;

ΣТ – сума температур повітря за період вегетації, ˚С;

Ти – температурний індекс;

ЕВ – загальна валова енергія отримана з урожаєм основної та побічної продукції, ГДж/га;

Q –  сумарна сонячна радіація, що надійшла за вегетаційний період, ГДж/га;

QФ – фотосинтетично активна радіація, що надійшла за вегетацію кукурудзи, ГДж/га;

ηф – коефіцієнт корисної дії ФАР, %

19,7%. Коефіцієнт корисної дії ФАР найвищу стабільність виявив у вологі роки (V = 6,5%), середній рівень (V = 12,8%) – у середні, а в інші – відрізнявся високим ступенем мінливості  (V = 26,2-31,6%).

У четвертому розділі "Динаміка водоспоживання рослин, оптимізація режимів зрошення з врахуванням зональних природно-кліматичних умов" наведені експериментальні дані щодо особливостей поглинання вологи рослинами залежно від гідротермічних умов вегетації, фаз розвитку й умов зволоження. Розглянуті можливості використання інформаційних технологій для        оптимізації режимів зрошення сільськогосподарських культур.

Результатами досліджень встановлено, що великий вплив на показники евапотранспірації мають фази розвитку окремих сільськогосподарських культур, які можна прив’язати до певних календарних дат з урахуванням зональних ґрунтово-кліматичних умов. Також на показники середньодобового випаровування істотно впливає рівень ґрунтових вод.

Найвищі показники випаровування люцерни другого року життя відмічені у третій декаді червня (55,7 м3/га за добу), а також у першу та другу декади липня (49,3-51,9 м3/га за добу).

Варіаційним аналізом доведена найвища амплітуда коливань середньодобового випаровування люцерни другого року життя на площах з глибоким заляганням ґрунтових вод (довірчій інтервал 33,1÷44,7 м3/га за добу). Найменший коефіцієнт варіації (V дорівнює 18,2%) відмічено на ділянках з близьким рівнем ґрунтових вод, що свідчить про їх стабілізуючу дію.    

Аналіз одержаних експериментальних даних використання вологи рослинами з різних шарів ґрунту свідчить, що восени та під час зимівлі пшениці озимої, відбувається поступове поповнення запасів води у глибоких шарах ґрунту. Встановлена тенденція зменшення показників сумарного водоспоживання з шару ґрунту 0-50 см до шару 0-200 см. Під час весняно-літньої вегетації, навпаки, показники споживання вологи рослинами у цих шарах збільшуються. Отримані дані свідчать, що весною і влітку рослини використовують воду з усього двохметрового шару ґрунту. У цілому від сходів до повної стиглості зерна пшениці озимої активний вологообмін проходить у діапазоні верхнього метрового шару.               

Статистичною обробкою даних встановлено дуже високу амплітуду коливань досліджуваного показника – коефіцієнт варіації становив 85,6, 80,0 і 73,2%, відповідно. Це свідчить про підвищену мінливість евапотранспірації пшениці озимої та зумовлює необхідність ретельного контролю за наявністю легкодоступної вологи для забезпечення оптимального ходу продукційного процесу.

Під час вивчення динаміки водоспоживання самозапиленої лінії Р 346 М встановлено, що цей показник залежить від умов вологозабезпеченості рослин. Максимальної величини у неполивних варіантах сумарне водоспоживання досягало у вологому 2000 р. – 3456 м3/га. У варіантах з режимом зрошення 60-80-60 і 80-80-80% НВ найбільше водоспоживання кукурудзи було в середньосухому 1999 р. – 4935 та 5214 м3/га.

При проведенні досліджень визначали середньодобове випарування рослин самозапиленої лінії кукурудзи 346 М за різні міжфазні періоди. Встановлено, що на початку періоду вегетації (сходи-7 листків) добові витрати ґрунтової вологи булу мінімальними і складали 24,2 м3/га.

Максимальним середньодобове випаровування було в період "цвітіння - молочно-воскова стиглість" і дорівнювало у варіантах  без зрошення – 31,5 м3/га, 60-80-60% НВ – 45,2, 80-80-80% НВ – 50,8 м3/га. Після фази молочно-воскової стиглості зерна спостерігалося поступове зменшення цього показника.

Отримані експериментальні дані динаміки споживання вологи рослинами кукурудзи дозволили встановити інтенсивність  витрат вологи з різних шарів ґрунту за етапами росту й  розвитку рослин, а також залежно від гідротермічних особливостей років. На початку розвитку рослин кукурудзи (перші 15-30 днів вегетації) волога найінтенсивніше використовується з шару ґрунту 0-30 см, де розташована коренева система молодих рослин (рис. 3).

Рис. 3. Динаміка споживання вологи з ґрунту рослинами кукурудзи в

роки з різними гідротермічними умовами

У процесі росту надземних органів і заглиблення кореневої системи споживання вологи проходить з більш глибоких шарів ґрунту. На другий місяць високоінтенсивне використання вологи надходить з шару ґрунту 0-50 см, однак у посушливі роки ця зона розповсюджується до глибини 70 см. У другій половині вегетаційного періоду неполивна кукурудзи використовує вологу й з більш глибоких шарів ґрунту. Слід зауважити, що зона основного вологообміну не виходить за межі 0-70 см, проте погодні умови вегетаційного періоду й передусім атмосферні опади, корегують зони інтенсивності споживання вологи на різних етапах розвитку рослин.

Середньодобове випаровування середньопізніх гібридів кукурудзи суттєво залежить від фаз розвитку рослин (календарних дат вегетації) і глибини залягання ґрунтових вод. Максимальна евапотранспірація встановлена на рівні
59,6 м
3/га за добу у другій декаді липня та співпадає з максимальною інтенсивністю продукційних процесів рослин. Найменші добові витрати вологи
(11,8-14,8 м
3/га) зафіксовані на початку вегетації – міжфазний період "сходи – 3-5 листків".

Варіаційним аналізом доведена максимальна мінливість (V дорівнює 92,5, 84,9 і 75,8%, відповідно) середньодобового випаровування протягом вегетаційного періоду, що зумовило найвищу амплітуду довірчого інтервалу цього показника – від 11,8÷32,8 (рівень ґрунтових вод 1,0-1,5 м)  до 15,3÷56,7 м3/га за добу (за глибокого рівня їх залягання).

Вивчення особливостей середньодобових витрат вологи різних за скоростиглістю сортів сої виявило залежність диференціації цього показника від умов вологозабезпеченості. Крім того, систематизація показників евапотранспірації різних за скоростиглістю сортів сої показали, що цей показник збільшується від дуже ранньостиглих сортів до пізньостиглих.

Розрахунками доведено, що динаміка показників середньодобового випаровування з шару 0-100 см за оптимального режиму зрошення суттєво відрізняється залежно від вологозабезпечення років. У сухі й середні роки спостерігається стрімке наростання середньодобового випаровування,  починаючи з першої декади липня. У подальшому в сухі роки відбувається зниження добових витрат вологи з першої декади серпня, а у середні роки, навпаки, у цей час зафіксоване максимальне значення цього показника (68,0 м3/га).

У вологі роки виявляється повільна динаміка наростання та зниження середньодобового випаровування за декадами вегетаційного періоду. Найбільшим цей показник був у першій - другій декаді липня, а потім відбувається плавне його зниження з деяким підвищенням у другій декаді вересня.

Для моделювання процесів вологопотреби сільськогосподарських культур і для розробки спеціального програмного забезпечення з встановлення строків і норм вегетаційних поливів було вибрано напрям мінімізації вихідних показників для планування режимів зрошення, і, навпаки, одержання максимальної інформативності від імітаційного моделювання евапотранспірації та інших елементів водного балансу. Головними показниками, що впливають на прогнозовані дати й норми вегетаційних полівів, є середньодобове випаровування та кількість опадів.

За результатами узагальнення  багаторічних експериментальних даних з планування режимів зрошення основних сільськогосподарських культур у вигляді надбудови до електронного процесора Microsoft Office Excel 2003 розроблено програмно-інформаційний комплекс (ПІК) "Іригація".

Для забезпечення точності розрахунків строків і норм поливів необхідно на початку вегетаційного періоду рослин (або під час відновлення вегетації у багаторічних культур) визначити  вихідні запаси вологості ґрунту, які в подальшому приймаються за основу електронних водно-балансових розрахунків. В умовах виробництва їх можна здійснювати термостатно-ваговим або іншими методами.

У третій колонці наведені показники середньодобового випаровування за періодами, отримані шляхом кореляційно-регресійного моделювання за календарними датами. До цієї колонки можна також заносити фактичні показники добових вологовитрат,  розраховані будь-яким методом. Наступний і дуже важливий елемент програми – надходження вологи за рахунок атмосферних опадів. Контроль за кількістю опадів, розподіл яких площею може суттєво різнитися, слід організовувати окремо по зрошуваних ділянках за допомогою комп’ютерно-сенсорного моніторингу, автономного електронного устаткування, механічних дощомірів, лізиметрів і навіть із використанням найпростіших саморобних приладів (збирання опадів в ємкості з відомою площею з подальшим перерахунком надходження води в м3/га). У колонці "Поточні запаси вологи"  відбувається автономний розрахунок вмісту вологи на кожен день кожного місяця вегетації сільськогосподарських культур за винятком витрат на випаровування та додаванням надходження води з опадами й поливами. Для спрощення визначення дати проведення чергового поливу в наступній колонці наведена поточна вологість ґрунту у відсотках від найменшої вологоємкості.

Виробнича перевірка розробленого програмно-інформаційного комплексу показала його високу точність, швидкість отримання результатів і простоту у використанні. Крім того, відмічене скорочення витрат поливної води внаслідок зниження кількості поливів і їх норм, що зумовлено більш ефективним контролем за рівнем вологозапасів в ґрунті.

У п’ятому розділі "Рівень урожаю та якісні показники рослин у зрошуваних агрофітоценозах залежно від диференціації елементів технології вирощування" наведено результати досліджень з встановлення впливу умов зволоження та агротехнологічних факторів на продуктивність рослин.

Отримані експериментальні дані за рівнями врожайності зеленої маси люцерни показують, що за покращення водного режиму рослин за рахунок використання зрошення забезпечується істотний приріст продуктивності рослин (табл. 3). Так, висота рослин і кількість продуктивних стебел зростають в умовах зрошення на 26,2-32,3 та 35,4-40,2%, відповідно.  

На травостої другого року різниця в урожайність зеленої маси між зрошуваними і неполивним варіантом становила 9,8-13,3 т/га (або 32-43%), третього – 8,0-9,3 т/га (41-48%) і четвертого – 9,1-12,8 т/га (51-71%). Отже, у дослідженнях виявлена стійка тенденція до зростання ефективності зрошення пропорційно віку рослин. Окупність поливної води зумовлюється, крім віку рослин, ще й кількістю атмосферних опадів за вегетаційний період. Найменший показник окупності поливної води (0,70-0,81 кг/м3) отримано у вологому 2004 р., коли за вегетацію люцерни випало 418,8 мм опадів, що достатньою мірою забезпечило рослини вологою на формування врожаю зеленої маси. Порівняння ефективності способів поливу показує, що при поливі поверхневим способом спостерігається тенденція збільшення врожайності (на 1,3-3,7 т/га, або 4,5-21,4%) і окупності поливної води (на 2,0-31,3%).  

Таблиця 3  

Урожайність зеленої маси люцерни, зрошувальні норми й окупність

поливної води

Варіант

Показник

Роки досліджень

Середнє за 2003-2005

2003

2004

2005

Без зрошення

Висота рослин, см

69

64

62

65

Кількість продуктивних стебел, шт./м2

108

69

70

82

Урожайність, т/га

30,7

19,5

18

22,7

Полив по

смугах

Висота рослин, см

89

75

93

86

Кількість продуктивних стебел, шт./м2

132

92

109

111

Зрошувальна норма, м3/га

650

1150

800

870

Урожайність, т/га

44

28,8

30,8

34,5

Окупність поливної води, кг/м3

2,0

0,8

1,6

1,5

Полив

дощуванням

Висота рослин, см

91

72

83

82

Кількість продуктивних стебел, шт./м2

142

97

105

115

Зрошувальна норма, м3/га

500

1150

800

820

Урожайність, т/га

40,5

27,5

27,1

31,7

Окупність поливної води, кг/м3

1,96

0,7

1,1

1,25

НІР05 для врожайності зеленої маси, т/га 1,90

Примітка. Експериментальні дані в таблиці одержані разом з Писаренко В.А.,
Рог
овим Ю.М., узагальнення результатів та аналіз – автора

Шляхом моделювання встановлена різниця у формуванні показників урожайності зеленої маси люцерни залежно від величини зрошувальної норми  (рис. 4).

Аналіз одержаних ліній тренду поліноміальної регресії свідчить, що найкраща реакція рослин на покращення умов вологозабезпечення за рахунок зрошення відмічається у середні роки (позначка 2), що пояснюється найсприятливішим співвідношенням достатньої кількості теплоенергетичних ресурсів за умов подолання дефіциту ґрунтової вологи шляхом проведення вегетаційних поливів.

При вирощуванні пшениці озимої встановлено, що сприятливі погодні умови осінньо-зимового та весняно-літнього періодів вегетації в роки проведення досліджень позитивно вплинули на врожайність досліджуваної культури на неполивних ділянках, яка в роки досліджень дорівнювала 4,24 т/га. Однак навіть за таких умов зрошення було ефективним.

Рис. 4. Урожайність зеленої маси люцерни 2-го року життя залежно від змодельованих значень зрошувальної норми за роками забезпеченості:

1 – середньовологий (y = –0,00002x2 + 0,13x + 404,88, R2 = 0,996);

2 – середній (y = –0,00002x2 + 0,1734x + 412,94, R2 = 0,978);

3 – середньосухий (y = –0,00001x2 + 0,1033x + 303,59, R2 = 0,999)

У середньому за роки досліджень передпосівний полив сприяв підвищенню врожайності зерна на 1,40 т/га (34,4%), а в комплексі з вегетаційними поливами на 2,48 т/га (58%).

Результати обліку врожаю озимої пшениці при поливах у різні фази росту й розвитку рослин показують, що, незалежно від строку проведення вегетаційного поливу і погодних умов, він сприяє суттєвому збільшенню врожаю і покращує якість зерна.

Аналіз експериментальних даних свідчить, що на насіннєву продуктивність рослин кукурудзи найбільше впливає застосування зрошення. У варіантах без зрошення врожайність насіння становила, в середньому по фактору, 1,17  т/га, а на ділянках із застосуванням зрошення вона збільшилася при поливах за схемою 60-80-60% НВ до 2,86 т/га, а при оптимальному режимі зрошення – до 3,28 т/га.

Обробка самозапилених ліній кукурудзи регуляторами росту рослин забезпечила в середньому по фактору стабільний приріст урожайності  насіння на рівні 1,4 (Емістим С)  і 0,21 т/га (Агростимулін) при  показнику  НІР05
0,12 т/га. Зростання врожайності насіння в неполивних варіантах було статистично недостовірним і складало 0,09 і 0,11 т/га відповідно.

Збільшення густоти стояння рослин з 50 до 70 підвищувало врожайність на 0,37, а до 90 тис./га – 0,49 т/га, відповідно. Слід відмітити, що загущення рослин до 90 тис./га погіршувало посівну якість насіння (зменшувало масу 1000 зерен, збільшувало відхід, зменшувало схожість), викликало ріст виробничих витрат, знижувало рентабельність.

Визначення кількісних ознак впливу умов зволоження, регуляторів росту рослин і щільності посівів на формування насіннєвої продуктивності кукурудзи дозволило встановити неоднаковий ступінь їх впливу (рис. 5).

Рис. 5. Частка впливу умов зволоження (фактор А), регуляторів росту рослин (фактор В), густоти стояння рослин (фактор С) та їх взаємодії на насіннєву

продуктивність лінії кукурудзи Р 346 М

Дисперсійним аналізом встановлено, що зрошення максимально впливає на продуктивність рослин (частка впливу 83%). На другому місці щодо формування врожаю насіння кукурудзи знаходиться густота стояння рослин (10%) і на третьому – регулятори росту (4%).

Аналіз даних мінливості біометричних ознак (довжина й діаметр качана, кількість рядів зерен, кількість зерен у ряді, кількості зерен на качані) свідчить, що ці показники зростають у варіантах зі зрошенням і внесенням Емістиму С й Агростимуліну (табл. 4). Отже, застосування зрошення й фіторегуляторів сприяє оптимізації процесів добового та сумарного водоспоживання  кукурудзи, покращує продукційні процеси рослин і дозволяє сформувати повноцінне насіння.  

На дослідних ділянках зі зрошенням показники довжини й діаметр качанів зростали порівняно з неполивним варіантом на 30,6-36,0 і 15,9-19,4%, відповідно, а у варіантах із застосуванням регуляторів росту – на 2,8-5,3 і 4,3-6,9%. Вплив досліджуваних факторів мав схожі закономірності щодо  підвищення інших показників – кількості рядів, зерен у ряді й зерен на качані, оскільки вони пропорційно зростали у варіантах з поливами й внесенням фіторегуляторів.

Маса 1000 зерен ліній Р 346 М зростала у 1,2-1,4 рази при водозберігаючому та оптимальному режимах зрошення, порівняно з неполивними ділянками. Застосування фіторегуляторів також збільшувало цей показник при природному зволоженні – на 14-18 г, при поливному режимі 60-80-60% НВ – на 9-15 і, а при оптимальній вологозабезпеченості – на 23-32 г.

Таблиця 4  

Вплив режимів зрошення та регуляторів росту рослин на біометричні показники самозапиленої лінії кукурудзи Р 346 М

Режим           зрошення, % НВ

(фактор А)

Регулятори росту рослин

(фактор В)

Показники

довжина, см

діаметр, см

кількість рядів, шт.

кількість зерен в ряді, шт

кількість зерен з качана, шт.

маса 1000 зерен, г

Без зрошення

Без регуляторів

8,7

2,7

10,9

13,2

143

183

Емістим С

8,9

2,9

11,4

14,9

169

197

Агростимулін

9,2

2,9

11,2

15,4

172

201

60-80-60% НВ

Без регуляторів

12,4

3,3

14,1

22,7

320

222

Емістим С

12,9

3,4

14,4

25,0

360

231

Агростимулін

13,3

3,5

14,4

26,1

376

237

80-80-80% НВ

Без регуляторів

13,7

3,5

13,7

28,3

387

245

Емістим С

14,0

3,6

13,9

30,2

420

268

Агростимулін

14,2

3,6

14,0

30,4

425

277

НІР05

А

0,70

0,31

0,94

1,92

37,4

19,2

В

0,62

0,20

0,88

1,55

26,1

16,4

Статистичний обробіток багаторічних експериментальних даних вмісту гумусу дозволив встановити тісний кореляційний зв'язок із системою удобрення сільськогосподарських культур у зрошуваних сівозмінах. Причому найбільш істотний кореляційний вплив на диференціацію показників вмісту гумусу в 0-30 см шарі ґрунту здійснювали азотні добрива  (R2 = 0,799-0,998), менший – фосфорні й калійні (R2 = 0,662-0,654), значно нижчий зв'язок був у варіантах без добрив (R2 = 0,393).  

Різні схеми боротьби з бур'янами в посівах сої по-різному вплинули на рівень забур’яненості зрошуваних посівів культури (табл. 5). Так, найвища кількість бур'янів (12,0 шт./м2) спостерігалася на ранньому сорті Юг 30 при застосуванні безгербіцидної технології.

Навпаки, найменший рівень забур’яненості (1,0 шт./м2) був зафіксований на середньостиглому сорті Витязь 50 за умов застосування ґрунтових і страхових гербіцидів. Слід зауважити, що на посівах високорослого сорту Витязь 50 та середньорослого Юг 40 великої різниці щодо ступеня забур’яненості між гербіцидною та малогербіцидною технологіями практично не спостерігалося, а на ділянках з низькорослим сортом Юг 30 кількість бур'янів суттєво зростала.

Різні схеми боротьби з бур'янами в посівах сої по-різному вплинули на рівень забур’яненості зрошуваних посівів культури. Так, найвища кількість бур'янів (12,0 шт./м2) спостерігалася на ранньому сорті Юг 30 при застосуванні безгербіцидної технології.

Навпаки, найменший рівень забур’яненості (1,0 шт./м2) був зафіксований на середньостиглому сорті Витязь 50 за умов застосування ґрунтових і страхових гербіцидів. Слід зауважити, що на посівах високорослого сорту Витязь 50 та середньорослого Юг 40 великої різниці щодо ступеня забур’яненості між гербіцидною та малогербіцидною технологіями практично не спостерігалося.

Таблиця 5  

Урожайність зерна сої () і коефіцієнт корисної дії ФАР (ηф) залежно від

сортового складу та схем хімічного захисту від бур'янів

Сорт (фактор А)

Схема захисту від бур'янів

актор В)

Середня забур’яненість, шт./м2

Показники

1998 р.

1999 р.

2000 р.

середнє

, т/га

ηф, %

, т/га

ηф, %

, т/га

ηф, %

, т/га

ηф, %

Юг 30

Гербіцидна

4,6

2,56

2,13

1,77

1,47

2,48

2,06

2,27

1,89

Малогербіцидна

5,5

2,34

1,94

1,49

1,24

2,31

1,92

2,05

1,70

Безгербіцидна

12,0

1,75

1,45

1,05

0,87

1,52

1,26

1,44

1,20

Коефіцієнт кореляції між забур’яненістю,

врожайністю та ККД ФАР

-0,988

-0,837

-0,960

-,0904

-0,998

-0,891

-0,989

-0,872

Юг 40

Гербіцидна

4,5

2,90

2,41

1,94

1,61

2,68

2,23

2,51

2,09

Малогербіцидна

4,0

2,73

2,27

1,71

1,42

2,38

1,98

2,27

1,89

Безгербіцидна

10,0

2,30

1,91

1,76

1,46

1,93

1,60

2,00

1,66

Коефіцієнт кореляції між забур’яненістю,

врожайністю та ККД ФАР

-0,938

-0,822

-0,238

-0,419

-0,885

0,694

-0,845

-0,761

Витязь

50

Гербіцидна

1,0

3,29

2,73

2,27

1,89

2,76

2,29

2,77

2,30

Малогербіцидна

1,7

3,18

2,64

2,08

1,73

2,74

2,28

2,67

2,22

Безгербіцидна

7,2

2,97

2,47

1,89

1,57

2,02

1,68

2,29

1,90

Коефіцієнт кореляції між забур’яненістю,

врожайністю та ККД ФАР

-0,971

-0,906

-0,913

-0,780

-0,997

-0,837

-0,995

-0,925

НІР05, т/га

А

0,09

0,06

0,11

0,07

В

0,04

0,02

0,07

0,04

Примітка. Експериментальні дані в таблиці одержані разом з Заверюхіним В.І., узагальнення результатів та аналіз – автора

Отримані експериментальні дані дозволили розробити кореляційно-регресійні залежності врожайності досліджуваних сортів залежно від щільності бур'янів (рис. 6).

Із розробленої моделі видно, що найбільш чутливим до забур’яненості є сорт Юг 30 (позначка а), що зумовлюється його невисоким стартовим ростом і зменшеною кількістю листової площі. Сорт Юг 40 дещо більш толерантний до шкідливої дії бур’янистих рослин, до їх щільності в межах 11 шт./м2, після чого знижує продуктивність. Високорослий сорт Витязь 50 найбільш толерантний  до впливу забур’яненості, оскільки він, хоч і знижує рівень продуктивності, але набагато повільніше, ніж сорти Юг 30 та Юг 40.

При вирощуванні ріпаку озимого досліджувані фактори також мали суттєвий вплив на формування врожаю насіння ріпаку озимого, а також на показник ККД ФАР (табл. 6). Так, урожайність насіння за роки досліджень при внесенні розрахункової норми добрив, у середньому по фактору, становила 2,40 т і рекомендованої – 2,30 т/га, або на 0,58 і 0,48 т/га перевищувала контрольний варіант (без добрив).

Ефективність мінеральних добрив у варіантах, оброблених інсектицидом, була значно вищою, ніж без захисту рослин. Якщо приріст урожайності при внесенні рекомендованої норми добрив без захисту рослин становив 0,40 т/га, то при проведенні хімобробки збільшився до 0,56 т/га.

Рис. 6.  Урожайність сої та щільність забур’яненості посівів за
досліджуваними сортами:

а – Юг 30 (y = 0,2035x2 – 4,4999x + 39,093, r = –0,989, R2 = 0,978);

б – Юг 40 (y = 0,1031x2 – 2,893x + 32,623, r = –0,845, R2 = 0,714);

в – Витязь 50 (y = –0,0009x2 – 1,3463x + 33,047, r = –0,995, R2 =0,990)

Таблиця 6

Урожайність насіння ріпаку озимого та коефіцієнт корисної дії ФАР залежно

від фону мінерального живлення та захисту рослин, т/га

(середнє за 1999-2002 рр.)

Удобрення

(фактор А)

Захист

рослин

(фактор В)

Урожайність, т/га

Приріст урожайності

Середнє по фактору А

Коефіцієнт корисної дії ФАР, %

А

В

Без добрив  

(контроль)

Без захисту

1,67

1,82

1,39

1,63

Хімічний

1,96

0,29

Рекомендована норма (N90Р90)

Без захисту

2,07

0,40

2,30

1,72

2,09

Хімічний

2,52

0,56

0,45

Розрахункова норма N132

Без захисту

2,10

0,43

2,40

1,75

2,25

Хімічний

2,71

0,75

0,61

Середнє по

фактору В

Без захисту

1,95

2,18

1,62

1,99

Хімічний

2,40

0,45

НІР05 часткових відмінностей для урожайності насіння:  А – 0,23; В – 0,19

Примітка. Експериментальні дані в таблиці одержані разом з Гусєвим М.Г., Шаталовою В.В., узагальнення результатів та аналіз – автора

Найвищий рівень урожайності (2,71 т/га) одержано при внесенні розрахункової норми добрив із захистом рослин, де приріст продуктивності становив 0,75 т/га, що на 0,32 т/га більше, ніж на ділянках без захисту рослин. Отже, захист ріпаку підвищує ефективність використання добрив і збільшує врожайність насіння в 1,2–1,3 рази.  

Застосування інсектициду в комплексі з мінеральними добривами  позитивно впливало на показники структури врожаю. На посівах, не оброблених інсектицидом, без внесення мінеральних добрив кількість стручків на рослині становила 85 штук. Застосування рекомендованої та розрахункової норми добрив сприяло збільшенню їх кількості на рослині до 98 та 109 штук. При внесенні мінеральних добрив підвищувались абсолютна вага насіння ріпаку на 0,4-0,5 г, маса насіння з рослини на 2,7-4,8 г та збільшувалась кількість насінин у стручку від 3 до 5 штук.

У шостому розділі "Статистичне моделювання та оптимізація продукційних процесів рослин в умовах зрошення з використанням інформаційних технологій" наведено результати моделювання рівня продуктивності рослин залежно від умов вологозабезпечення та комплексної дії природних та технологічних факторів.

Варіаційний аналіз експериментальних даних дозволив встановити, що забезпеченість атмосферними опадами є дуже мінливим показником як за окремими періодами росту й розвитку рослин пшениці озимої, так і в цілому за вегетаційний період.

Кореляційний аналіз багаторічних масивів даних врожайності пшениці озимої з параметрами вологозабезпеченості показав, що ступінь їх взаємопов'язаності неоднаковий (табл. 7). Відносно кількості опадів за осінньо-зимовий період і в цілому за вегетацію спостерігається слабкий зворотний кореляційний зв'язок з урожайністю зерна культури (r коливається від –0,011 до – 0,204). Навпаки, між величиною атмосферних опадів за весняно-літній період виявлено прямий кореляційний зв'язок, особливо в середні (r = 0,148) і сухі (r = 0,164) роки. Це свідчить про суттєвий вплив опадів за весняно-літній період і незначну дію опадів восени і взимку на продуктивність рослин.

Найвищий прямо пропорційний кореляційний зв'язок з усіх досліджуваних чинників виявився між врожайністю зерна і зрошувальною нормою, особливо щодо проведення вегетаційних поливів у сухі роки. Коефіцієнт кореляції між цими показниками у середні роки дорівнює 0,339 і 0,450, а в сухі роки зростає до 0,888 і 0,802, відповідно. У вологі роки також спостерігається позитивний вплив на врожайність збільшення зрошувальної норми, проте ця дія досить слабка (r складає 0,093-0,130). Схожа тенденція виявилася між показниками зернової продуктивності пшениці й сумарним водоспоживанням. У вологі роки кореляційний зв'язок виявився  слабким (r = 0,173),  у  середні  – середнім (r = 0,528), у сухі – високим (r = 0,752).

Одержані моделі врожайності зерна пшениці озимої та величини зрошувальної норми свідчать, що залежно від гідротермічних умов, рівень вологозабезпеченості по-різному впливає на продуктивність рослин. Так, у середні за дефіцитом випаровуваності роки, оптимальна зрошувальна норма становить 1750 м3/га, а у сухі збільшується до 2650 м3/га. Також доведено, що в середні роки поєднання вологозарядкового й вегетаційних поливів здатне забезпечувати приблизно на 1,2-1,5 т/га більшу врожайність, ніж у посушливі.

Таблиця 7

Показники коефіцієнта кореляції між урожайністю зерна пшениці

озимої та параметрами вологозабезпеченості

Показники

Вологозабезпеченість років

досліджень

Середнє

вологі

(13 років)

середні

(10 років)

сухі

(8 років)

Опади

за період

"осінь – зима"

–0,101

–0,147

–0,192

–0,224

за період

"весна – літо"

0,065

0,148

0,164

0,105

всього

–0,011

–0,204

–0,011

–0,050

Зрошувальна норма

за період

"весна – літо"

0,130

0,339

0,888

0,263

всього

0,093

0,450

0,802

0,300

Сумарне

водоспоживання

0,173

0,528

0,752

0,497

Сума за період

"весна – літо" опадів і зрошувальної норми

0,165

0,514

0,358

0,316

Загальна сума опадів і зрошувальної норми

0,040

0,178

0,256

0,083

Приріст врожаю і зрошувальної норма

т/га

0,061

0,165

0,709

0,166

%

0,014

0,238

0,284

0,136

За результатами узагальнення експериментальних даних розроблена множинна регресійна модель продуктивності пшениці озимої залежно від доз азотних добрив та величини зрошувальної норми.

Згідно з одержаної тривимірної площини відгуку можна простежити оптимальну зону, яка знаходиться для зрошувальної норми в діапазоні від 1400 до 2000  м3/га, а для дози азотних добрив – від 85 до 150 кг д.р./га. За допомогою одержаної статистичної моделі можна проводити програмування рівня врожаю.

Статистична обробка одержаних даних дозволила побудувати поліноміальні моделі насіннєвої продуктивності самозапилених ліній кукурудзи залежно від режимів зрошення. Отримані моделі показують, що при кукурудзи густоту стояння рослин слід коригувати згідно запланованого режиму зрошення. Наприклад, при водозберігаючому режимі зрошення оптимальна густота стояння рослин на ділянках гібридизації становить 75-85 тис./га.

Статистична обробка результатів врожайності середньопізніх гібридів кукурудзи шляхом порівняння густоти стояння рослин і доз мінеральних добрив дозволила виявити тісні статистичні зв’язки.

Проведене моделювання показує, що для отримання максимальної врожайності зерна існує необхідність взаємокоригування густоти стояння рослин кукурудзи відносно доз внесення азотно-фосфорних добрив. Якщо для варіантів без внесення добрив оптимальна густота стояння знаходиться в межах 60 тис./га, то при внесенні 60 кг д.р./га азоту й фосфору вона зростає до 75, а на ділянках з дозою N120P120 – до 85 тис./га.

В сьомому розділі "Моніторинг агромеліоративного стану зрошуваних агроценозів та екологічне обґрунтування елементів технологій вирощування польових культур" висвітлено результати досліджень з оцінка й прогнозування агромеліоративного стану зрошуваних агроценозів залежно від агроекологічних умов та запропоновані заходи з оптимізації їх використання.

Дослідженнями встановлено, що під впливом зрошення передусім змінюється іонно-сольовий склад водної витяжки ґрунту. Розрахунок водоспоживання озимої пшениці показує, що уже на початку вегетації в результаті підйому рівня ґрунтових вод запас вологи в метровому шарі ґрунту другого та третього варіантів був більшим відповідно на 214 та 253 см3.

При високих РГВ вирощувані культури в середньому за рік отримували на 472-534 м3/га води більше. Крім того, на ділянках з високим РГВ вміст елементів живлення був суттєво вищим. Два таких потужних фактори впливу на продуктивність рослин забезпечили приріст збору кормових одиниць с.-г. культур сівозміни за високого рівня ґрунтових вод, який коливався за роки досліджень у дуже широких межах – від 4,3 (кукурудза на силос) до 115,3% (ячмінь ярий).

У восьмому розділі "Економіко-енергетична оцінка розроблених технологічних заходів та агроекономічне обґрунтування розвитку зрошення на півдні України" здійснена оцінка ефективність елементів технології вирощування люцерни, пшениці озимої, насіннєвої кукурудзи та ріпаку озимого.

Доведено, що розроблені елементи технології впливають на економічну ефективність вирощування люцерни на зелений корм. При поливах поверхневим способом (по смугах) одержано найвищі виробничі витрати (47,0%), що були направлені на оплату праці, а у варіантах зі зрошенням дощуванням найвища питома вага витрат (57,3%) припадає на паливно-мастильні матеріали.

Аналіз економічних показників технології вирощування пшениці озимої залежно від умов зволоження довів високу ефективність зрошення відносно підвищення вартості валової продукції на 25,6-36,9% при зростанні  виробничих витрат лише на 4,6-9,0%. Коефіцієнт енергетичної ефективності підвищився при застосуванні передпосівного поливу з 2,29 до 2,79 (або на 21,8%).

У дослідах з самозапиленою лінією кукурудзи Р346М встановлено, що зрошення забезпечує істотне (в 2,4-2,8 рази) зростання вартості валової продукції, отримання найвищого  чистого прибутку (6552 грн./га) та рівня рентабельності (199,3%). Найменшу собівартість продукції (130,3 грн./ц), найвищий чистий прибуток (4292,6 грн./га) і рівень рентабельності (130,2%) забезпечує застосування препарату Агростимулін. Оптимальною густотою стояння рослин з економічної точки зору є 70 і 90 тис./га.

Виконання запланованих "Комплексною програмою розвитку зрошення та поліпшення екологічного стану сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів Херсонської області на період до 2015 року" завдань у повному обсязі дасть змогу відновити високоефективне екологічно безпечне використання зрошуваних земель. За рахунок упровадження ресурсозберігаючих технологій (водоощадні екологічно-безпечні режими зрошення, підживлення з поливною водою (фертигація) диференційованими нормами, проведення поливів низьконапірними дощувальними машинами, оптимізація роботи насосно-силового обладнання тощо) буде забезпечено зниження рівня споживання води на 15-20%, електроенергії на 10-12%.

У дев'ятому розділі "Аналіз і узагальнення результатів проведених досліджень" викладено наукове обґрунтування порушених в дисертаційній роботі актуальних проблем, що спрямовані на оптимізацію існуючих і розробку нових технологічних заходів вирощування основних сільськогосподарських культур в умовах зрошення півдня України, які забезпечують найвищу інтенсивність продукційних процесів рослин, високі й стабільні врожаї, максимальну економічну й енергетичну ефективність та екологічну безпеку.

Доведено, що формування продуктивності зрошуваних агроценозів можна досліджувати за допомогою побудови конкретних оптимізаційних моделей складних біологічних систем, робота з якими потребує систематизації, застосування нових методик спостережень й експериментів з метою встановлення різноспрямованих зв’язків та взаємозв’язків. Отримані науково-обґрунтовані теоретичні й експериментальні результати мають вагоме значення для розвитку й розробки елементів зональної системи землеробства, рослинництва й меліорації поливних земель зони Південного Степу України. Результати досліджень з оптимізації технологій вирощування основних сільськогосподарських культур на поливних землях впроваджені в практичних умовах господарств півдня України та АР Крим, доповідалися на наукових і виробничих конференціях, семінарах, координаційних радах, широко висвітлені в наукових публікаціях та рекомендаціях, мають патентну захищеність.

ВИСНОВКИ  

У дисертації наведено результати експериментальних досліджень і теоретичне обґрунтування проблеми  оптимізації продукційних процесів агрофітоценозів в умовах зрошення південного Степу України. Вирішена наукова проблема підвищення рівня врожаю та якісних показників різних за біологічними особливостями сільськогосподарських  культур на поливних землях за диференціації природних і агротехнологічних чинників. Викладено науково обґрунтовані розробки нових та удосконалено існуючі агротехнологічні та програмно-інформаційні заходи й засоби, що дозволило зробити такі висновки:

  1.   Згідно з проведеними розрахунками доведено істотну різницю у надходженні сумарної ФАР залежно від гідротермічних умов у роки досліджень. Так, у період з травня по жовтень цей показник у вологі роки (1997, 2004 рр.) дорівнював 17170-17682 ГДж/га, а в сухі (1996, 2007 рр.) був на 1,6-11,8% вищим.   
  2.   Розроблені математичні моделі продуктивності пшениці озимої залежно від природних та технологічних чинників дозволили встановити індекс оцінки агрометеорологічних умов вегетації, який коливався за досліджуваний період від 0,42 до 1,36 при середньобагаторічному значенні 0,98.
  3.  Статистичний аналіз урожайних даних різних за групами стиглості гібридів кукурудзи та теплоенергетичних показників дозволив встановити різні за ступенем і направленістю зв’язки продуктивності рослин при диференціації умов вологозабезпеченості в роки досліджень. Встановлено, що теплоенергетичні фактори найкраще використовують ранні та середньостиглі гібриди, які мають показники температурного індексу 304,1 і 305,1 та коефіцієнти корисної дії ФАР 2,16 і 2,14%. У пізньостиглих гібридів відмічене зростання Ти  на 5,1-5,4% та зниження ηф на 2,3-2,5%, відповідно.
  4.  Під час визначення показників сумарного водоспоживання пшениці озимої слід підраховувати витрати води за період від припинення вегетації рослин взимку до відновлення її весною, а також надходження атмосферних опадів за цей період. Математичний аналіз виявив дуже високу  мінливість (31,9-110,5%) водоспоживання рослин кукурудзи, сої та буряків цукрових залежно від природних та агротехнологічних факторів.
  5.  На сучасному рівні науково-технічного прогресу є можливість використовувати математичне моделювання для оптимізації режимів зрошення сільськогосподарських культур. Для обліку вологообміну  розроблена імітаційна модель водного балансу ґрунту, яка дозволяє одержувати щоденні показники без використання емпіричних коефіцієнтів. Перевагою моделі є відсутність необхідності постійного контролю за ґрунтовими запасами вологи, зниження витрат до 20-30% витрат поливної води та інших ресурсів.
  6.  Вегетаційні поливи на люцерні другого-четвертого років використання мінімізованими зрошувальними нормами підвищують врожайність зеленої маси на 9,0-11,8 т/га (40-52%), порівняно з неполивними умовами. Максимальна насіннєва продуктивність батьківських форм кукурудзи відмічена при режимі зрошення 80-80-80% НВ у шарі ґрунту 0,5-0,7,-0,7 м, за густоти стояння 70 тис./га та обробки посівів Агростимуліном.
  7.  Статистичним аналізом багаторічних експериментальних даних встановлено тісний кореляційний зв'язок вмісту гумусу з системою удобрення сільськогосподарських культур, особливо з рівнем азотного живлення. Найвища продуктивність силосної кукурудзи відносно показників сумарного водоспоживання спостерігається у середні за вологозабезпеченістю роки, у вологі роки спостерігається повільний ріст продуктивності до позначки 4500 м3/га з подальшим зменшенням, а у сухі – стрімке наростання продуктивності рослин із 2700 м3/га та швидке зниження продуктивності рослин при позначці 4800 м3/га.
  8.  При вирощуванні різних за скоростиглістю сортів сої найвищу врожайність зерна (3,29 т/га) забезпечує середньостиглий сорт Витязь 50 у збалансовані за тепловими та водними ресурсами середні за дефіцитом випаровуваності роки й при застосуванні ґрунтових і страхових гербіцидів. При вирощуванні ріпаку озимого обприскування посівів інсектицидами та внесення розрахункової дози мінеральних добрив підвищує вміст олії в насінні за рахунок оптимізації продукційних процесів рослин.
  9.  Шляхом статистичного аналізу доведено, що на посівах пшениці озимої та кукурудзи показники зрошувальної норми та сумарного водоспоживання істотно варіюють у вологі роки та, навпаки, мають стабільність у середні й посушливі. У середні за вологозабезпеченістю роки зафіксовано стабільний рівень урожаю культури, у вологі й сухі роки спостерігається збільшення мінливості відповідно на 4,0 і 2,4%. За результатами досліджень розроблені поліноміальні кореляційно-регресійні моделі зв’язків "врожай – вологозабезпеченість" досліджуваних культур, за якими можна здійснювати програмування рівня врожаю.
  10.  За допомогою статистичного моделювання сформована архітектура нейронної мережі показників продукційного процесу залежно від комплексного впливу природних і технологічних факторів. Розроблені множинні  регресійні моделі продуктивності пшениці озимої, кукурудзи, ріпаку залежно від показників зрошувальної норми, доз азотних добрив і густоти стояння рослин, які можна використовувати для програмування рівня врожаю.
  11.  Дослідження закономірностей сучасних ґрунтових процесів і параметрів родючості темно-каштанового ґрунту при використанні для поливу мінералізованих вод Інгулецького каналу показали потребу впровадження технологій збереження їх ресурсно-екологічного потенціалу. Результатами досліджень встановлено, що сезонно-періодичне підтоплення зрошуваних масивів не призводить до незворотних змін у ґрунті, проте викликає зростання частки натрію в ґрунтово-поглинальному комплексі до 5,2-5,9%.
  12.  Економічна оцінка елементів технології вирощування зеленої маси люцерни залежно від умов зволоження свідчить про перевагу поверхневого способу поливу. Найвищі витрати енергії (6,8 ГДж/га) відмічені у варіанті з поливом дощуванням, а на ділянках з природним зволоженням цей показник зменшився на 17,5-19,3%. Математичне моделювання рівня продуктивності рослин люцерни в умовах зрошення дозволило встановити енергетично обґрунтовану зону оптимуму врожаю зеленої маси.
  13.  При вирощуванні пшениці озимої найвищий рівень рентабельності  зафіксовано на ділянках з сумісним використанням передпосівного й вегетаційних поливів, а також проведення вегетаційного поливу в фазу колосіння. При цьому коефіцієнт енергетичної ефективності підвищився при застосуванні передпосівного поливу з 2,29 до 2,79-3,46 (або на 21,8-42,4%).
  14.  Вирощування середньостиглого сорту сої Витязь 50 при гербіцидній схемі боротьби з бур'янами дало можливість одержати найвищий чистий прибуток і рентабельність. У досліді з вивчення ефективності вегетаційних поливів встановлено, що максимальна вартість валової продукції (5184 грн./га) була у варіанті з проведенням поливів у цвітіння, утворення бобів, формування та наливу зерна.
  15.  Використання розрахункової дози мінеральних добрив при вирощуванні насіння ріпаку озимого дозволило одержати найвищі економічні показники. Економічна оцінка ефективності застосування інсектицидів для боротьби з шкідниками показала зростання вартості валової продукції, порівняно з контрольним варіантом, на 18,7% при підвищенні виробничих витрат лише на 1,2%.  
  16.  Розроблені статистичні моделі зв’язку врожайності насіння та зерна кукурудзи та показників рентабельності можуть використовуватись для аналізів і прогнозів на мікроекономічному рівні. У ході дослідів з самозапиленою лінією кукурудзи Р 346 М встановлено, що зрошення, застосування регуляторів росту та загущення рослин до 70-90 тис./га  забезпечує отримання найвищого  чистого прибутку та рівня рентабельності.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

При веденні землеробства на зрошуваних землях південного Степу України з метою оптимізації продукційних процесів рослин, раціонального використання природно-кліматичного потенціалу зони і матеріально-технічних ресурсів рекомендується:

  1.  При вирощуванні люцерни на зелений корм для мінімізації зрошувальної норми та підвищення врожайності проводити вегетаційні поливи поверхневим способом або дощуванням за фазами розвитку рослин: під перший укіс – початок бутонізації, під другий і третій укоси – через 3-5 днів після збирання врожаю.
  2.  Для одержання максимальної насіннєвої продуктивності батьківських форм кукурудзи застосовувати на ділянках гібридизації біологічно оптимальний режим зрошення, формувати густоту стояння 70 тис./га та обробляти посіви регулятором росту Агростимулін.
  3.  На зрошуваних землях південного Степу України вирощувати середньостиглі сорти сої, які характеризуються найраціональнішим споживанням теплових та водних ресурсів, формують найвищу врожайність і мають найвищу толерантність до бур'янів.
  4.  При вирощуванні ріпаку озимого дозу мінеральних добрив встановлювати розрахунковим методом та використовувати для хімічного захисту рослин піретроїдні інсектициди, що забезпечує підвищення врожайності та якості насіння.
  5.  Для підвищення продуктивності та якості рослинницької продукції у виробничих умовах рекомендуємо використовувати спеціальні програмні продукти: для оптимізації структури посівних площ – ПІК "Сівозміна на зрошуваних землях півдня України", при плануванні режимів зрошення – ПІК "Іригація", для оптимізації захисту рослин, покращення фітосанітарного стану, збереження урожаю від втрат – ПІК "Інтегрована система захисту рослин" та ЕІД "Фітофармзахист".

ОСНОВНІ ОПУБЛІКОВАНІ ПРАЦІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Монографії, навчальні посібники, книги

  1.  Коковіхін С. В. Наукові основи моделювання продуктивності польових культур при зрошенні: монографія / [ Коковіхін С. В. ].  – Херсон: Айлант, 2010. – 220 с.: ілл.
  2.  Сніговий В. С. Землеробство в умовах зрошення / В. С. Сніговий, М. Г. Гусєв, С. В. Коковіхін // Наукове забезпечення сталого розвитку сільського господарства в Степу України та АР Крим : колективна монографія. – К.: Альфа, 2005. – Т. 1. – С. 476-502.  
  3.  Наукові основи насінництва кукурудзи на зрошуваних землях півдня України : монографія / [ Лавриненко Ю. О., Коковіхін С. В.,  Найдьонов В. Г., Михаленко І. В.]. – Херсон: Айлант, 2007. – 256 с.
  4.  Лобаєв І. Г. Довідник для практичних занять з фітофармакології (хімічного захисту рослин) : навчальний посібник / І. Г. Лобаєв, М. І. Федорчук, С. В. Коковіхін. – Херсон: Колос, 2007. – 128 с.
  5.  Інтенсифікація польового кормовиробництва на зрошуваних землях : монографія  / [ Гусєв М. Г., Сніговий В. С., Коковіхін С. В., Севідов О. Ф. ] ; за ред. М. Г. Гусєва.  – К.: Аграрна наука, 2007. – 244 с.
  6.  Методичні вказівки з насінництва кукурудзи в умовах зрошення : навчальний посібник / [ Лавриненко Ю. О., Коковіхін С. В.,  Найдьонов В. Г., Михаленко І. В.]. – Херсон: Айлант, 2008. –  212 с.
  7.  дисперсійний і кореляційний аналіз результатів польових дослідів : монографія / [ Ушкаренко В. О.,  Нікішенко В. Л, Голобородько С. П., Коковіхін С. В.].  – Херсон: Айлант, 2009. – 372 с. : іл.
  8.  Агроекологічний потенціал пшениці в умовах південного Степу України: методичні вказівки / [ Лавриненко Ю.О., Коковіхін С. В., Писаренко П. В. та ін.]. – Херсон: Айлант, 2010 р. – 126 с.
  9.  Методичні вказівки з планування та управління  еколого-безпечними, водозберігаючими  й економічно обґрунтованими режимами зрошення сільськогосподарських культур / [ Писаренко В. А., Гусєв М. Г., Лавриненко Ю. О., Коковіхін С. В. та ін.].  – Херсон: Олді-плюс, 2010. – 152 с.

Статті у фахових виданнях

  1.  Коковіхін С. В. Водоспоживання кукурудзи в умовах південного Степу на ділянках гібридизації / С. В. Коковіхін  // Вісник аграрної науки. –  1999. – № 9. – С. 78-82.  
  2.  Писаренко В. А. Продуктивність самозапиленої лінії кукурудзи Р346М залежно від режимів зрошення, регуляторів росту та густоти стояння рослин / В. А. Писаренко, Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін // Таврійський  науковий  вісник. – Херсон: Айлант. –  2000. – Вип. 13. – С. 40-44.    
  3.  Писаренко В. А. Екологічні та економічні аспекти вирощування насіння кукурудзи при зрошенні / В. А. Писаренко, Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – Миколаїв: МДАА. –
    2001. – Вип. 3(12). – Т. 2. – С. 53-58.     
  4.  Коковіхін С. В. Режими зрошення ділянок гібридизації кукурудзи в умовах південного Степу України / С. В. Коковіхін // Актуальні проблеми ефективного використання земель. – Херсон: Дніпро. – 2002. – № 3. – С. 65-68.
  5.  Писаренко В. А. Густота стояння рослин батьківських форм та гібридів кукурудзи в умовах південного Степу / В. А.Писаренко, Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, П. В. Писаренко // Хранение и переработка зерна. – Днепропетровск: Арт-Прес. – 2002. – № 7(37). – С. 28-30.
  6.  Лавриненко Ю. О. Еколого-генетична мінливість показників темпів розвитку рослин кукурудзи / Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, П. В. Писаренко // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. – 2005. –
    Вип. 40. – С. 46-55.
  7.  Гусєв М. Г. Вплив мінерального живлення та захисту рослин на продуктивність ріпаку озимого / М. Г. Гусєв, С. В. Коковіхін, В. В. Шаталова // Зрошуване землеробство. – Херсон: Айлант. – 2006. – Вип. 45. – С. 55-58.   
  8.  Коковіхін С. В. Продуктивність самозапилених ліній кукурудзи залежно від водно-сольового режиму темно-каштанових ґрунтів / С. В. Коковіхін // Зрошуване землеробство. – Херсон: Айлант. – 2006. – Вип. 46. – С. 109-112.   
  9.  Гусєв М. Г. Статистичні моделі продукційних процесів ріпаку ярого залежно від режимів вологозабезпеченості в умовах півдня України / М. Г. Гусєв, С. В. Коковіхін // Корми і кормовиробництво. – Вінниця: Діло. – 2006. – Вип. 56. – С. 30-38.   
  10.  Коковіхін С. В. Ефективність регуляторів росту рослин при різних схемах зрошення ділянок гібридизації кукурудзи / С. В. Коковіхін // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. – 2006. – Вип. 44. – С. 64-70.      
  11.  Гусєв М. Г. Оптимізація технологічного процесу виробництва товарного насіння ріпаку озимого / М. Г. Гусєв, С. В. Коковіхін // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – Миколаїв: МДАУ, 2006. – Спец. вип. 4(37). – Том 1. – С. 52-60.    
  12.  Лавриненко Ю. О. Селекційно-технологічні  аспекти підвищення стійкості виробництва зерна кукурудзи в умовах південного Степу /  Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, В. Г. Найдьонов, О. О. Нетреба // Бюл. Інституту зернового господарства. – 2006. – № 28-29. – С. 136-143.  
  13.  Лавриненко Ю. О. Успадкування та мінливість збиральної вологості зерна кукурудзи в умовах зрошення / Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін,  В. Г. Найдьонов, О. О. Нетреба // Таврійський науковий вісник. – Херсон: Айлант. –  2007. – Вип. 48. – С.25-33.   
  14.  Лавриненко Ю. О. Адаптивна характеристика нових  гібридів кукурудзи / Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, С. Я. Плоткін, В. Г. Найдьонов // Таврійський науковий вісник. – 2007. – Вип. 52. – С. 76-82.
  15.  Коковіхін С. В. Оптимізація режимів зрошення самозапилених ліній кукурудзи за допомогою геоінформаційних систем / С. В. Коковіхін // Таврійський науковий вісник. – 2007. – Вип. 52. – С. 148-155.
  16.  Коковіхін С. В. Планування та оперативне управління режимами зрошення самозапилених ліній кукурудзи в умовах південного Степу України / С. В. Коковіхін // Зрошуване землеробство. – Херсон: Айлант. – 2007. –
    Вип. 48. – С. 75-82.
  17.  Гусєв М. Г. Економіко-біоенергетична оцінка режимів зрошення, системи удобрення ріпаку ярого при вирощуванні в умовах південного Степу України / М. Г. Гусєв, С. В. Коковіхін, В. М. Бондаренко // Зрошуване землеробство. – Херсон: Айлант. – 2007. – Вип. 48. – С. 112-117.
  18.  Коковіхін С. В. Ефективність регуляторів росту рослин на ділянках гібридизації кукурудзи при диференціації умов вологозабезпечення / С. В. Коковіхін // Зрошуване землеробство. – 2008. – Вип. 49. – С. 61-66.
  19.  Коковіхін С. В. Ефективність технологічних схем боротьби з бур'янами при вирощуванні різних за скоростиглістю сортів сої / С. В. Коковіхін, В. І. Заверюхін, В. Г. Черненко // Таврійський науковий вісник. – 2008. – Вип. 57. – С. 35-44.
  20.  Коковіхін С. В. Оцінка ефективності хімічного захисту сої при вирощуванні в умовах зрошення півдня України / С. В. Коковіхін, О. В. Макуха, Н. А. Макуха, В. І. Заверюхін // Таврійський науковий вісник. – 2009. – Вип. 62. – С. 46-54.
  21.  Коковіхін С. В. Науково-практичні аспекти використання розрахункового методу встановлення показників фотосинтетично активної радіації під час вегетації сільськогосподарських культур / С. В. Коковіхін  // Таврійський науковий вісник. – 2009. – Вип. 64. – С. 75-83.  
  22.  Лавриненко Ю. О. Оцінка статистичних зв’язків продуктивності різних за групами ФАО гібридів кукурудзи з теплоенергетичними показниками в умовах зрошення / Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, П. В. Писаренко // Таврійський науковий вісник. – 2009. – Вип. 65. – С. 7-18.  
  23.  Коковіхін С. В. Ефективність режимів зрошення різних за скоростиглістю сортів сої в умовах півдня України / С. В. Коковіхін, В. І. Заверюхін, О. С. Суздаль // Таврійський науковий вісник. – 2009. – Вип. 65. – С. 135-144.  
  24.  Лавриненко Ю. О. Оцінка впливу агрометеорологічних  чинників на продуктивність зрошуваної кукурудзи  на зерно  з використанням статистичних методів та індексного аналізу / Ю. О. Лавриненко, С. В. Коковіхін, П. В. Писаренко, О. О. Власенко // Зрошуване землеробство. – 2009. – Вип. 52. – С. 60-72.
  25.  Коковіхін С. В. Використання інформаційних технологій для встановлення інтегральних показників фотосинтетично активної радіації / С. В. Коковіхін // Зрошуване землеробство. – 2009. – Вип. 52. – С. 148-164.

Патенти та свідоцтва  

  1.  Деклараційний патент на винахід № 58958А. Спосіб вирощування кукурудзи на зерно при зрошенні / Писаренко В.А., Лавриненко Ю.О., Коковіхін С.В., Писаренко П.В. (Україна). – Заявл. 29.11.2002. Опубл. 15.08.2003, Бюл. № 8. –  С. 182.   
  2.  Патент на корисну модель  24008. Спосіб вирощування озимої пшениці на зрошуваних землях / Писаренко В.А., Мішукова Л.С., Коковіхін С.В., Куц Г.М. (Україна). – Заявл. 27.02.2007. Опубл. 11.06.2007, Бюл. № 8.    
  3.  Патент на корисну модель  28837. Спосіб вирощування люцерни при зрошенні / Писаренко В.А., Роговий Ю.М., Коковіхін С.В. та ін. (Україна). – Заявл. 30.07.2007. Опубл. 25.12.2007, Бюл. № 21.    
  4.  Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір  31363. База даних Програмно-інформаційний комплекс "Інтегрована система захисту рослин" / Коваленко Г.К., Шелудько О.Д., Коковіхін С.В. Дата реєстрації 14.12.2009 р.  
  5.  Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір  31799. Програмно-інформаційний комплекс "Іригація" / Коковіхін С.В. Дата реєстрації
    27.01.2010 р.
  6.  Свідоцтво про реєстрацію авторського права на твір  32226. Програмний модуль "ФАР" / Коковіхін С.В. Дата реєстрації 01.03.2010 р.

Матеріали конференцій

  1.  Коковіхін С. В. Ефективність використання регуляторів росту рослин на ділянках розмноження ліній кукурудзи в умовах південної підзони Степу України / С. В. Коковіхін, В. А. Писаренко, Ю. О. Лавриненко // Тез. Междунар. конф. ["Современные проблемы генетики, биотехнологии и селекции растений"] (2-7 июля 2001 г.). – Харьков, 2001. – С. 190-191.
  2.  Коковіхін С.В. Науково-практичні аспекти використання розрахункового методу встановлення показників ФАР за різні періоди вегетації сільськогосподарських культур / С.В. Коковіхін // Зб. тез матер. Всеукр. наук.-практ. конф. ["Проблеми та перспективи ведення землеробства в посушливій зоні Степу України"] (16-18 червня 2009 р., м. Херсон ІЗПР УААН). – Херсон: Думка, 2009. – С. 147-149.  
  3.  Комплексна програма розвитку зрошення та поліпшення екологічного стану сільськогосподарських угідь і сільських населених пунктів Херсонської області на період до 2015 року / [ Ромащенко М. І., Малярчук М. П., Лисогоров К. С., Коковіхін С. В. та ін.] – К.: Держводгосп України, 2007. – 17 с.

Рекомендації

  1.  Писаренко В. А. Рекомендації з режимів зрошення сільськогосподарських культур в Херсонській області /  В. А. Писаренко, С. В. Коковіхін, П. В. Писаренко – Херсон: Айлант, 2005. – 16 с.
  2.  Методичні вказівки по застосуванню розрахункового методу визначення строків поливу сільськогосподарських культур за показниками  середньодобового випаровування / [В. А. Писаренко, С. В. Коковіхін, Л. С. Мішукова та ін.]. –  Херсон: Колос, 2005. – 16 с.  
  3.  Методичні вказівки з особливостей використання зрошуваних земель Херсонської області / [ Лавриненко Ю. О., Коковіхін С. В., Писаренко П. В. та ін. ].  – Херсон, Айлант, 2007. – 60 с.

АНОТАЦІЯ

Коковіхін С.В. Теоретичні основи та агроекологічне обґрунтування заходів оптимізації продукційних процесів рослин у зрошуваних агрофітоценозах Південного Степу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.09 – рослинництво. – ДВНЗ "Херсонський державний аграрний університет", Херсон, 2010.

Теоретично обґрунтовані напрями оптимізації продукційних процесів  польових культур в умовах зрошення півдня України за рахунок підвищення ефективності використання фотосинтетично активної радіації та теплових ресурсів, диференціації елементів технології вирощування, отримання при мінімальних енергетичних і ресурсних витратах високої урожайності та якості рослинницької продукції. Досліджено динаміку споживання вологи рослинами залежно від гідротермічних умов вегетації, фаз розвитку та рівня вологозабезпечення

Визначено особливості продукційного процесу рослин у зрошуваних агрофітоценозах залежно від диференціації елементів технології вирощування. Встановлено статистичні залежності між продуктивністю рослин і вологозабезпеченістю залежно від комплексної дії природних та технологічних факторів. Розроблено моделі формування врожаю в умовах зрошення.

Здійснено моніторинг агромеліоративного стану зрошуваних агрофітоценозів та визначена продуктивність різних за біологічними ознаками культур на землях з підвищеним рівнем ґрунтових вод. Проведено економіко-енергетичну оцінку розроблених технологічних заходів та на цій основі обґрунтована необхідність інтенсифікації рослинництва за рахунок розвитку зрошення на півдні України

Ключові слова: рослини, зрошення, ФАР, теплові ресурси, евапотранспірація, урожайність, якість, статистичний аналіз, моделювання, програмування

Аннотация

Коковихин С.В. Теоретические основы и агроэкологическое обоснование мероприятий оптимизации продукционных процессов растений в орошаемых агрофиоценозах Южной Степи Украины. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.09 – растениеводство. – ГВУЗ "Херсонский государственный аграрный университет", Херсон, 2010.

Диссертационная работа посвящена изучению закономерностей продукционного процесса полевых культур в условиях орошения для его оптимизации, повышения урожайности и качественных показателей, экономии ресурсов и энергоносителей, минимизации техногенного влияния на окружающую среду.

Теоретически обоснованы направления оптимизации продукционных процессов  полевых культур в условиях орошения юга Украины за счет повышения эффективности использования фотосинтетический активной радиации и тепловых ресурсов, дифференциации элементов технологии выращивания, получения при минимальных энергетических и ресурсных расходах высокой урожайности и качества продукции растениевода. Исследована динамика потребления влаги растениями в зависимости от гидротермических условий вегетации, фаз развития и уровня вологозабезпечення.

Разработанные математические модели продуктивности пшеницы озимой в зависимости от природных и технологических факторов и индексные показатели можно использовать для программирования урожая, а также для оптимизации элементов технологии выращивания в условиях юга Украины. При выращивании в условиях орошения наивысшая урожайность зерна гибридов кукурузы формируется во влажные годы, а наименьшая – в сухие. Статистический анализ урожайных данных разных за скороспелостью гибридов кукурузы и теплоэнергетических показателей позволил установить различные по степени и направленности связи продуктивности растений.

Для оценки водопотребления сельскохозяйственных культур предложена схема расчета среднесуточного испарения по метеорологическим и агрономическим показателям. Для учета влагообмена разработан программно-информационный комплекс "Ирригация", который позволяет получать ежедневные расчетные зависимости, свободные от эмпирических коэффициентов. Преимуществом модели является отсутствие необходимости постоянного контроля за почвенными влагозапасами. Разработка обеспечивает  высокую точность расчетов содержания влаги в активном слое почвы, простоту в использовании и невысокую стоимость.

Определены особенности продукционного процесса растений в орошаемых агрофитоценозах в зависимости от дифференциации элементов технологии выращивания. Установлены статистические зависимости между продуктивностью растений и влага обеспеченностью в зависимости от комплексного действия природных и технологических факторов. Разработаны модели формирования урожая в условиях орошения.

Наивысшую урожайность семян самоопыленной линии кукурузы Р 346 М обеспечивает биологически оптимальный режим орошения. Обработка посевов регуляторами роста обеспечила стабильную прибавку урожайности  семян кукурузы на уровне 0,14 (Эмистим С) и 0,21 т/га (Агростимулин).

Осуществлен мониторинг агромелиоративного состояния орошаемых агрофитоценозов и определена продуктивность разных по биологическим признакам культур на землях с повышенным уровнем грунтовых вод.

Проведена экономико-энергетическая оценка разработанных технологических мероприятий и на этой основе обоснована необходимость интенсификации растениеводства за счет развития орошения на юге Украины. За счет внедрения ресурсосберегающих технологий будет обеспечено снижение уровня потребления воды на 15-20%, электроэнергии на 10-12%, что ослабит техногенную нагрузку на окружающую среду и повысит экономическую эффективность производства растениеводческой продукции на орошаемых землях.

Ключевые слова: растения, орошение, ФАР, тепловые ресурсы, эвапотранспирация, урожайность, качество, статистический анализ, моделирование, программирование. 

Summary

Kokovikhin S.V. Theoretical bases and agroecological substantiation of actions optimization of the production processes of the plants in showered agrophytocenosis of the Southern Steppe of Ukraine. – Manuscript.

Thesis for a Doctor of Science in Agriculture in the specialty 06.01.09 – Crop production. – SHEE "Kherson State Agricultural University", Kherson. 2010.

Theoretical bases of the optimization of production processes of field cultures in the conditions of forced-circulation of the South Ukraine at the expense of increase of efficacy of use photosynthetic active radiation and thermal resources, differentiation of elements agrotechnology, reception are theoretically proved at the minimum power and resource expenses of high productivity and quality. The investigated on dynamics of consumption of moisture by plants depending on hydrothermal conditions of vegetation, development, level phases' plants and water resource.

Features of production process of plants in showered agrophytocenosis depending on differentiation of elements of technology of cultivation are defined. The position on statistical dependences between efficiency of plants and a moisture security depending on complex action connatural and technology factors. Models of formation of a crop in the conditions of irrigation are developed.

Carried out agro-ameliorative monitoring state showered and efficiency of cultures different in biological signs on the earths with the raised level of ground waters is defined. The economic-power assessment of the developed technological actions is made and on this basis necessity of an intensification of plants, growing at the expense of development of irrigation in the South Ukraine is proved.

Key words: plants, irrigation, PhAR, thermal resources, evapotranspiration, productivity, quality, a statistical analysis, modeling, programming.

Підписано до друку 01.10.2010 р. Формат 60х84 1/16
Папір офсетний. Друк різографія. Гарнітура Times New Roman.
Умовн.-друк. арк. 2,2. Наклад 100 прим.

Віддруковано з  готових оригінал-макетів

у ТОВ „Айлант”

73000, Україна, м. Херсон, пров. Пугачова, 5/20

Свідоцтво про реєстрацію ХС № 1 від 20.08.2008 р.

Тел. 26-67-22, 49-33-48


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

76736. Анатомия ягодичной области 182.33 KB
  Характерный овал области формируется ягодичными мышцами покрытыми хорошо выраженной собственной фасцией и обеспечивающими человеку не только вертикальное положение тела но и передвижение на двух конечностях и сидение. Поверхностный ягодичный слой Большая ягодичная мышца крупнопучковая мощная сильно развита изза прямохождения и сидения. Мышца разгибает бедро поворачивает его кнаружи; напрягает подвздошноберцовый тракт что удерживает колено разогнутым. Срединный ягодичный мышечный слой Средняя ягодичная мышца с началом от...
76737. Передние мышцы и фасции бедра 182.5 KB
  В передней области бедра широкая фасция формирует влагалище для четырехглавой мышцы портняжной и тонкой. Подкожная щель овальная ямка формируемая широкой фасцией на передней поверхности бедра лежит на 56 см ниже паховой связки в бедренном треугольнике. Передние мышцы бедра Портняжная мышца с началом от передней верхней подвздошной ости и прикреплением к большеберцовой бугристости и фасции голени где сухожилие ее перекрещивается с сухожилиями тонкой и полусухожильной мышц образуя треугольную фиброзную пластинку с синовиальной сумкой.
76738. Предмет и содержание анатомии 183.43 KB
  Анатомия изучает внешние формы и внутреннее строение вплоть до микроскопического как всего человеческого организма так и отдельных его органов и тканей. Основными методами анатомического исследования являются вскрытие рассечение препарирование мертвого тела с осмотром измерениями описанием взвешиванием органов микроскопическим изучением отдельных органов группы органов или системы всего организма. Общая задача при изучении современной анатомии состоит в том чтобы системно рассмотреть внешние формы и внутренние структуры положение...
76739. Современные подходы к анатомическому исследованию 183.79 KB
  Они дополняются инъекцией сосудов полостей органов бальзамирующими растворами цветными контрастными наполнителями; просветлением и мумификацией коррозией изготовлением распилов замороженного тела по Н. Для ритуального бальзамирования древнеегипетских фараонов после вскрытия тела и извлечения внутренностей использовалось промывание пальмовым вином просаливание наполнение благовониями с последующим обматыванием трупа материей пропитанной воском благовониями и смолами и погружением в серию гробов саркофаги и пирамиды. Но существует и...
76740. Анатомия и медицина 183.07 KB
  Систематическая анатомия описывает строение нормального здорового человека по системам: костной суставной мышечной и т. она изучает методом системного подхода строение здорового нормального человека; в связи с этим полезно знать определение здоровья и нормы. Здоровье полное физическое психическое и социальное благополучие человека находящееся в равновесии с окружающей средой определение Всемирной организации здравоохранения ВОЗ.
76741. Основные методологические принципы анатомии 182.27 KB
  Из одной клетки создавать ткань орган системы органов и в целом весь организм пересаживать клетки и ткани человеку и животным. У человека различают следующие основные ткани: Эпителиальная покровная ткань т. Соединительная ткань собственная хрящевая костная состоящая из клеток коллагеновых и эластических волокон и основного гелеобразного вещества. Собственная соединительная ткань рыхлая и плотная имеет много разновидностей ретикулярная жировая пигментная волокнистая кровь и лимфа.
76742. Анатомия и медицина древней Греции и Рима 183.8 KB
  были обобщены все достижения современной ему анатомии. Гиппократ свел в единое руководство достижения современной ему анатомии используя первые рукописи в виде Анатомии Диоклесса трудов Алкмеона и своих собственных. Древнегреческая Александрийская медицинская школа в изучении анатомии стояла на передовых позициях.
76743. Анатомия эпохи Возрождения 183.2 KB
  В методику исследования органов вводятся новые способы: инъекции сосудов и полостей распилы костей консервация органов и тканей новые химические методы бальзамирования измерения и зарисовки органов с подробным описанием. Великий итальянский художник и ученый Леонардо да Винчи вскрывая трупы производил подробное и тщательное описание анатомических структур сразу же все зарисовывал дополнял измерениями; производил инъекции сосудов желудочков мозга; создавал модели органов чтобы понять их функцию. Позиции европейских университетов в...