Формування продуктивності соняшника за впливу бактеріальних, мікоризоутворюючих препаратів та стимуляторів росту в умовах східного Лісостепу України: дис. на здобуття наук. ступеня д-ра філософії: 201 – Агрономія

Abstract

У роботі наведено теоретичне обґрунтування і результати трирічних досліджень щодо визначення впливу різних варіантів передпосівної обробки насіння різними поєднаннями препаратів на основі мікоризоутворюючих грибів, бактерій і стимулятору росту на основі гумінових речовин у сполученні з позакореневими підживленнями різними сполученнями стимуляторів росту на основі гумінових речовин з комплексними добривами на ріст, розвиток і продуктивність рослин, урожайність та якість насіння високоолійного, скоростиглого гібриду соняшника Аврора АМ. Аналіз сучасного стану виробництва насіння соняшника в Україні свідчить, що незважаючи на в цілому позитивну динаміку підвищення середньорічної врожайності, рівень реалізації біологічного потенціалу культури все одно є недостатнім. Поряд з порушенням технологічного регламенту вирощування соняшника, однією з причин цього є недостатній рівень залучення потенціалу ґрунтів, незбалансована система живлення та стреси абіотичної природи. Значним, не використаним джерелом підвищення врожайності насіння соняшника є стимулятори росту, мікоризоутворюючі та бактеріальні препарати, які здатні вирішувати цілий комплекс питань: більшою мірою залучати резерви поживних елементів ґрунту, використовувати безмежні запаси азоту повітря, підвищувати захисні властивості проти абіотичних і біотичних стресів й ін. Усі варіанти передпосівної обробки насіння сприяли підвищенню показників польової схожості насіння при цьому статистично доведене її підвищення в середньому за роками відмічали на трьох варіантах: обробка насіння Мікофрендом (+ 1,8 % до контролю); обробка сумішшю Мікофренду з «ПМК-У» (+ 1,7 % до контролю) і обробка сумішшю Мікофренду, «ПМК-У» і БлекДжеку (+ 2,4 % до контролю). За рахунок вищої польової схожості насіння та збереженості рослин, розбіжність між густотою рослин перед збиранням за впливу обробки насіння була ще більшою. У варіанті обробки насіння сумішшю всіх препаратів, густота рослин перед збиранням у середньому за роками і позакореневими підживленнями становила 47,4 тис. шт./га, що на 5,6 % вище, ніж на контролі. Густота рослин соняшника перед збиранням в усі роки зазнавала істотних змін за впливу передпосівної обробки насіння, тоді як впливу позакореневих підживлень статистично не відрізнялася. При цьому відмічалася позитивна тенденція підвищення кількості рослин перед збиранням на варіантах проведення позакореневих підживлень. Передпосівна обробка насіння соняшника препаратами на основі гумінових речовин, мікоризних грибів і бактерій, створювала кращі умови росту та розвитку рослин не лише на стартових етапах, а й у подальшому, у результаті чого відмічалося подовження як окремих фаз росту, так і вегетації в цілому. Позакореневі підживлення, за рахунок покращення живлення рослин та нівелювання абіотичних стресів, також уповільнювали швидкість проходження окремих фенологічних фаз і вегетації в цілому, чим сприяли формуванню більш високопродуктивних посівів. Найвищі показники площі листків однієї рослини та площі листової поверхні посівів соняшника в досліджувані фази (35-та, 51-ша, 61-ша і 80-та) були на варіантах поєднання передпосівної обробки насіння сумішшю Мікофренду, БлекДжеку і «ПМК-У» з проведенням трьох позакореневих підживлень сумішшю БлекДжеку з різними марками комплексного водорозчинного добрива Jiva MIX. Площа листової поверхні посівів у цьому варіанті в середньому за три роки під час 61-ї і 80-ї мікрофаз становила 29,30 і 20,00 тис. м2 /га, що на 16,4 і 17,0 % відповідно більше порівняно з контролем досліду і на 1,1 і 1,2 % більше порівняно з найближчим показником у досліді. Сумарний ФПП, як і ФПП за окремі фази росту та розвитку найвищим був у варіанті поєднання передпосівної обробки насіння трьома препаратами (Мікофрендом, БлекДжеком і «ПМК-У») з проведенням трьох позакореневих підживлень сумішшю стимулятору БлекДжеку з різними марками добрива Jiva MIX. У середньому за роками сумарний ФПП у цьому варіанті становив 1851,6 тис. м2 ‧діб/га. Приріст порівняно з контролем становив майже 15,0 %. Сумарний ФПП у цілому був не високий, що пов’язано як з біологічними особливостями гібрида, так і погодними умовами. Саме погодні умови вносили найбільші корективи у зміну цього показника. Зокрема, у 2023 р., сумарний ФПП у середньому по досліду становив 2056 тис. м2 ‧діб/га (у «кращому» варіанті досліду – 2114,1 тис. м2 ‧діб/га), тоді як в погодних умовах 2022 і 2024 рр. – 1746,4 і 1591,6 тис. м2 ‧діб/га відповідно. Структурні елементи врожаю найвищими були у варіанті поєднання передпосівної обробки насіння сумішшю Мікофренду, БлекДжеку і «ПМК-У» з трьома позакореневими підживленнями сумішами на основі БлекДжеку з водорозчинними марками добрива Jiva MIX. У середньому за роками діаметр кошика в цьому варіанті становив 20,1 см, кількість насінин у кошику – 926 шт., а їх маса – 59,4 г. Порівняно з контролем, кількість насінин у кошику в середньому за роками була більшою на 11,4 %, повнота запилення квіток у кошику – на 6,1 %, маса насінин у кошику – на 14,0 %. Фактично на одному рівні з найвищою в досліді, маса насінин з кошику була на варіантах двох підживлень цією сумішшю, а також у варіанті обробки насіння сумішшю Мікофренду і «ПМК-У» і проведення трьох підживлень сумішшю на основі БлекДжеку. У цих варіантах, вона становила 58,2 шт., що лише на 2,0 % менше порівняно з «найкращим» варіантом досліду. Вплив досліджуваних чинників на біологічну врожайність насіння соняшника був значно вищий, ніж на насіннєву продуктивність однієї рослини (масу насіння з кошику), оскільки оптимізація передпосівної обробки насіння та проведення підживлень забезпечували як підвищення маси насіння з кошику, так і збереження більшої кількості рослин на час збирання врожаю. Біологічна врожайність насіння соняшника найвищою була у варіанті поєднання передпосівної обробки насіння сумішшю всіх досліджуваних препаратів і проведення трьох підживлень сумішшю стимулятору БлекДжеку з комплексним добривом Jiva MIX. У середньому за три роки вона становила 2,82 т/га, що на 21,6 % вище порівняно з контролем. При цьому, істотної різниці за показниками біологічної врожайності насіння між варіантами проведення двох і трьох підживлень не було. На цих варіантах у середньому за роками вона варіювала в межах від 2,76 до 2,82 т/га. Передпосівна обробка насіння сумішшю Мікофренду, БлекДжеку і «ПМК-У» в усі роки забезпечувала перевагу з точки зору врожайності насіння, а щодо позакореневих підживлень відмічено певні відмінності. Зокрема, у 2022 р. проведення третього підживлення сумішшю на основі БлекДжеку не мало переваги над варіантом із двома підживленнями (урожайність становила 2,44 і 2,45 т/га відповідно), у 2024 р. варіанти проведення трьох позакореневих підживлень істотно перевищували показники на інших варіантах при цьому істотно не відрізнялись між собою. У 2023 р. урожайність насіння на варіантах з двома і трьома позакореневими підживленнями істотно не відрізнялася між собою при цьому істотно перевищуючи інші варіанти. Оскільки після третього позакореневого підживлення відмічалося зниження вмісту олії в насінні, вплив позакореневих підживлень на збір олії був значно менший, ніж на врожайність насіння. Саме тому, незважаючи на вищу врожайність насіння на варіантах із трьома підживленнями, збір олії на них був фактично такий самий, що й на варіантах проведення двох позакореневих підживлень. У цілому по досліду найвищий збір олії з 1 га – 1,331 т/га, був у варіанті передпосівної обробки насіння сумішшю всіх препаратів і проведення двох позакореневих підживлень розчином на основі стимулятору росту БлекДжеку. Порівняно з контролем збір олії був вищим на 0,252 т/га, або на 23,3 %. Перевага передпосівної обробки насіння соняшника сумішшю препаратів Мікофренду, БлекДжеку і «ПМК-У» за економічними показниками не викликала сумнівів, оскільки за незначних додаткових витрат – 64 грн/га, вартість прибавки перевищувала контроль більш, ніж на 1000 грн/га. Результати економічної ефективності повністю підтвердили перевагу передпосівної обробки насіння сумішшю досліджуваних препаратів – Мікофрендом, БлекДжеком з «ПМК-У». За всіх варіантів позакореневих підживлень, цей варіант обробки насіння показав кращі результати економічної ефективності. Перевага двох позакореневих підживлень розчином на основі БлекДжеку на фоні передпосівної обробки насіння сполученням усіх препаратів, з точки зору врожайності насіння та комплексу економічних показників вирощування, відмічена в погодних умовах 2022 і 2023 рр. У несприятливих погодних умовах 2024 р. доведена агрономічна і економічна доцільність проведення третього позакореневого підживлення – на початку бутонізації сумішшю на основі БлекДжеку і комплексного добрива Jiva MIX. Проведення двох підживлень сумішшю на основі стимулятору росту БлекДжеку з водорозчинним добривом Jiva MIX, на фоні передпосівної обробки насіння сумішшю Мікофренду, БлекДжеку і «ПМК-У» з точки зору біоенергетичної ефективності мало перевагу в усі роки, оскільки головний показник – приріст енергії, у цьому варіанті був найвищим: 41,69 ГДЖ/га – у 2022 р., 56,36 ГДж/га – у 2023 р. і 35,76 ГДж/га – у 2024 р. При цьому варто відмітити, що в несприятливих умовах 2024 р. різниці за приростом енергії між варіантами з двома і трьома варіантами позакореневих підживлень сумішшю на основі БлекДжеку фактично не було, тож можна стверджувати, що з точки зору біоенергетичної ефективності вони були рівноцінні.

In the work provides a theoretical justification and results of three-year studies on determining the impact of various options for pre-sowing seed treatment with various combinations of preparations based on humic substances in combination with foliar feeding by various combinations of growth stimulators based on humic substances with complex fertilizers on growth, development and productivity of plants, yield and seed quality of the high-oil, precocious sunflower hybrid Aurora AM. Analysis of the current state of sunflower seed production in Ukraine shows that despite the generally positive dynamics of increasing the average annual yield, the level of realization of the biological potential of the crop is still insufficient. Along with the violation of the technological regulation of sunflower cultivation, one of the reasons for this is the insufficient level of involvement of soil potential, an unbalanced nutrition system and abiotic stresses. Growth stimulants, mycorrhizal and bacterial preparations are a significant, unused source of increasing the yield of sunflower seeds, which are able to solve a whole set of issues: to a greater extent involve the reserves of nutrients in the soil, use the unlimited reserves of nitrogen in the air, increase the protective properties against abiotic and biotic stresses, etc. All variants of pre-sowing seed treatment contributed to the increase of field seed germination indicators, while statistically proven increase in the average over the years was noted in three variants: seed treatment with Mycofriend (+ 1.8 % compared to control); treatment with a mixture of Mycofriend with «PMK-U» (+ 1.7 % to the control) and treatment with a mixture of Mycofriend, «PMK-U» and Blackjack (+ 2.4 % to the control). Due to higher field seed germination and plant survival, the difference between pre-harvest plant density under the effect of seed treatment was even greater. In the variant of seed treatment with a mixture of all preparations, the density of plants before harvesting on average by year and foliar fertilization was 47.4 thousand pcs./ha, which is 5.6 % higher than in the control. The density of sunflower plants before harvest showed significant changes in all years under the influence of pre-sowing seed treatment, while the influence of foliar fertilization did not differ statistically. At the same time, there was a positive trend of increasing the number of plants before harvesting on foliar fertilizing options. The pre-sowing treatment of sunflower seeds with preparations based on humic substances, mycorrhizal fungi and bacteria created better conditions for the growth and development of plants not only at the initial stages, but also later, as a result of which the lengthening of both individual growth phases and vegetation as a whole is noted. Foliar fertilization, due to the improvement of plant nutrition and leveling of abiotic stresses, also slowed down the speed of passage of individual morphological phases and vegetation as a whole, which contributed to the formation of more highly productive crops. The highest indicators of the area of the leaves of one plant and the area of the leaf surface of sunflower crops in the studied phases (35th, 51st, 61st and 80th) were on the variants of the combination of pre sowing treatment of seeds with a mixture of Mycofriend, Blackjack and «PMK-U» with carrying out three foliar fertilizing with a mixture of Blackjack and various brands of complex water-soluble fertilizer Jiva MIX. The area of the leaf surface of the crops in this variant on average over three years during the 61st and 80th microphases was 29.3 and 20.0 thousand m2 /ha, which is 16.4 and 17.0 % more, respectively, compared to control of the experiment and by 1.1 and 1.2 % more compared to the nearest indicator in the experiment. The total photosynthetic potential was the highest in the variants of the combination of pre-sowing treatment of seeds with three preparations (Mycofriend, Blackjack and «PMK-U») with three foliar feedings with a mixture of the Blackjack stimulator and different brands of Jiva MIX fertilizer. On average over the years, the total photosynthetic potential in this variant was 1851.6 thousand m2 ‧day/ha. The increase compared to the control was almost 15.0 %. The total photosynthetic potential was generally not high, which is related to both the biological characteristics of the hybrid and weather conditions. It was the conditions that made the biggest adjustments to the change in this indicator. So, in the 2023, the total photosynthetic potential on average according to the experiment was 2056 thousand m2 ‧day/ha (in the «best» version of the experiment – 2114.1 thousand m2 ‧day/ha), while in the weather conditions of 2022 and 2024 – 1746.4 and 1591.6 thousand m2 ‧day/ha, respectively. The structural elements of the harvest were the highest in the variants of combining pre-sowing treatment of seeds with a mixture of Mycofriend, Blackjack and «PMK-U» with three feedings with mixtures based on Blackjack with water soluble brands of Jiva MIX fertilizer. On average over the years, the diameter of the basket in this variant was 20.1 cm, the quantity of seeds in the basket was 926, and their weight was 59.4 g. Compared to the control, the number of seeds in the basket on average over the years was 11 % more, the completeness of pollination of flowers in the basket – by 6.1 %, the mass of seeds in the basket – by 14.0 %. In fact, at the same level as the highest in the experiment, the mass of seeds from the basket was in the options of two feeding with this mixture, as well as in the option of treating seeds with a mixture of Mycofriend and «PMK-U» and carrying out three feedings with a mixture based on Blackjack. In these variants, it was 58.2 pieces, which is only 2.0 % less compared to the «best» variant of the experiment. The influence of the studied factors on the biological yield of sunflower seeds was significantly higher than on the seed productivity of one plant (weight of seeds from the basket), since the optimization of pre-sowing seed treatment and fertilization provided both an increase in the weight of seeds from the basket and the preservation of a larger number of plants at the time of harvesting harvest. The biological yield of sunflower seeds was the highest in the variant of combining pre-sowing treatment of seeds with a mixture of all studied preparations and carrying out three feedings with a mixture of the Blackjack stimulator and the Jiva MIX complex fertilizer. On average, over three years, it was 2.82 t/ha, which is 21.6 % higher compared to the control. At the same time, there was no significant difference in terms of biological yield of seeds between the two and three fertilizing option. In these variants, on average over the years, it varied from 2.76 to 2.82 t/ha. Pre-sowing treatment of seeds with a mixture of Mycofriend, Blackjack and «PMK-U» in all years provided an advantage in terms of seed yield, and certain differences were noted in relation to foliar feeding. In particular, in 2022, carrying out the third feeding with a mixture based on Blackjack had no advantage over the option with two feedings (the yield was 2.44 and 2.45 t/ha, respectively), in 2024, the options for carrying out three foliar feedings significantly exceeded the indicators by in other option, at the same time, they did not differ significantly from each other. In 2023, the yield of seeds on the options with two and three foliar feedings did not differ significantly among themselves, while significantly exceeding the other options. Since after the third foliar fertilization, the oil content in the seeds decreased, the effect of foliar fertilization on oil collection was significantly lower than on seed yield. That is why, despite the higher yield of seeds on the variants with three feedings, the collection of oil on them was actually the same as on the variants of carrying out two foliar feedings. In general, according to the experiment, the highest oil collection – 1.331 t/ha, was in the variant of pre-sowing seed treatment with a mixture of all preparations and carrying out two foliar feeding with a solution based on Blackjack growth stimulator. Compared to the control, oil yield was higher by 0.252 t/ha, or by 23.3 %. The advantage of the pre-sowing treatment of sunflower seeds with a mixture of Mycofriend, Blackjack and «PMK-U» preparations in terms of economic indica tors did not cause doubts, because with insignificant additional coast – 64 UAN/ha, the cost of the increase exceeded by more than 1000 UAN. The results of economic efficiency fully confirmed the advantage of pre sowing treatment of seeds with a mixture of researched preparation – Mycofriend, Blackjack and «PMK-U». Among all option for foliar fertilization, this option of seed treatment showed the best results of economic efficiency. The advantage of two foliar feedings with a solution based on Blackjack on the background of pre sowing seed treatment with a combination of all preparations, from the point of view of seed yield and a complex of 2022 and 2023. In the adverse weather conditions of 2024, the agronomic and economic feasibility of carrying out the third foliar feeding – at the beginning of budding phase with a mixture based on Blackjack and complex fertilizer Jiva MIX. Carrying out two feedings with a mixture based on Blackjack growth stimulator with water-soluble fertilizer Jiva MIX, against the background of pre sowing seed treatment with a mixture Mycofriend, Blackjack and «PMK-U», from the point of view of bioenergetics efficiency had an advantage in all years, since the main indicator is energy gain, in this option was the highest: 41.69 GJ/ha – in 2022, 56.36 GJ/ha – in 2023 and 35.76 GJ/ha – in 2024. At the same time, it should be noted that in unfavorable conditions in 2024 there was virtually no difference in energy gain between the two and three variants of foliar feeding with the Blackjack mixture, so it can be argued that they were equivalent from the point of view of bioenergetics efficiency.