Кабінет Міністрів України

національний університет біоресурсів і природокористування україни

Агробіологічний факультет

Кафедра агрохімії та якості продукції рослинництва ім. О.І.Душечкіна

Курсова робота по курсу:

«МЕТОДИ АГРОХІМІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ»

на тему:

«ЕФЕКТИВНІСТЬ ФОСФОРНИХ ДОБРИВ ПРИ ВИРОЩУВАННІ ЦУКРОВИХ БУРЯКІВ»

Шифр_____________

Студент Расновський О.В.

Курсова робота здана________________ 20 _ р.

Курсова робота допущена до захисту_______________ 20 _ р.

КИЇВ 2011

ВСТУП

У межах основного напрямку наукових досліджень у галузі хімізації землеробства для підвищення родючості ґрунтів і досягнення запланованих урожаїв в умовах інтенсивних природоохоронних систем землеробства повинна бути вирішена конкретна науково-технічна проблема: розробка удосконалених зональних і внутрішньо зональних систем агрохімічного забезпечення технологій вирощування сільськогосподарських культур на основі комплексної хімізації і автоматизованого управління продуктивними процесами в рослинництві.

Для виконання головного завдання землеробства – одержання високої продуктивності і забезпечення стійкості екосистеми необхідним є регулярне відновлення її енергетичного потенціалу. Одним із таких “штучних” прийомів є регулярне внесення добрив.

Сучасний рівень урожайності не задовольняє потреб народного господарства. Світовий досвід свідчить, що в оптимальних умовах частка добрив у формуванні загального приросту врожаю становить біля 50%, в той час на Україні вона не перевищує 35% [1] .

Тому прогнозований розвиток хімізації і землеробства в цілому вимагає поглиблених досліджень у сфері агрогрунтознавства, вивчення впливу добрив на показники родючості ґрунту, інтенсивності ґрунтових процесів і їх впливу на урожай.

Фосфорні добрива при взаємодії з ґрунтом підлягають корінним змінам. Результати досліджень, викладені в працях вітчизняних і зарубіжних вчених [2,3 ,4 - 6,8] свідчать, що процеси перетворення фосфатів у ґрунті складні і пов’язані з цілим рядом явищ: розчиненням і осадженням, адсорбцією і десорбцією, мінералізацією і біологічним поглинанням та іншими процесами перетворення фосфору, що протікають в різних грунтово-кліматичних умовах з різною інтенсивністю. Чиріков Ф.В. [8] схильний до висновку, що поглинутий фосфор у ґрунті утворює велику кількість (п’ять)груп фосфатів.

1. Огляд літератури

Темою даної курсової роботи є ефективність фосфорних добрив при вирощуванні цукрових буряків на чорноземі карбонатному малогумусному середньосуглинковому. Тому для того, щоб розпочати роботу, треба коротко розглянути народногосподарське значення та ботанічні особливості даної культури, а також приділити особливу увагу її біологічним особливостям.

Світова площа посівів цукрових буряків складає більше 9 млн га. Близько 80% усіх посівних площ та валового збору цукрових буряків припадає на країни Європи (Росія, Франція, Німеччина, Чехія). Посіви буряків в Україні на кінець XX ст. займали 1,6-1,7 млн га. За останні роки площі посіву значно зменшились. Найбільше цукрові буряки вирощують у Вінницькій, Черкаській, Київській, Хмельницькій, Полтавській, Харківській і Тернопільській областях.

Цукрові буряки - важлива технічна культура Украї­ни, яка вирощується для одержання із її коренеплодів цукру, як цін­ного продовольчого продукту. У коренеплодах цукрових буряків міститься 17-18% цукру (сахарози), а у високоцукристих сортів і при сприятливих умовах вирощування — до 20%.

Цукрові буряки також цінна кормова культура, яка за поживністю значно перевищує кормові буряки. Значну кормову поживність мають також відходи, що залишаються після збирання (гичка, головки корене­плодів) та заводської переробки цукрових буряків (меляса, жом). Гичка досягає 35-50% і більше від маси коренеплодів.

Ботанічні особливості. Цукрові буряки (Beta vulgaris L.) належать до родини лободових (Chenopodiaсеае) і відно­сяться до геофітів, у яких епікотиль (головка), гіпокотиль (шийка) і власне корінь перетворились у коренеплід — орган накопичення запасних поживних речовин, а бруньки, з яких формуються квітконосні пагони на другому році розвитку, закладаються на головці коренеплоду близько від поверхні грунту.

На першому році життя цукрові буряки проходять такі фенологічні фази росту:

1. сходи (фаза сім'ядольних листочків);

2. перша пара справжніх листків;

3. третя пара справжніх листків;

4. змикання листків у міжряддях;

5. розмикання листків у міжряддях.

Вегетаційний період першого року життя умовно розділяють на три періоди:

1. формування листкової поверхні і кореневої системи (перші 1,5 місяці життя рослин);

2. інтенсивний ріст листя і коренеплоду (продовжується більше двох місяців, добовий приріст коренеплоду до 10 г);

3. інтенсивне накопичення цукру (останній місяць вегетації, цукристість за добу збільшується на 0,07-0,1%).

Тривалість вегетаційного періоду в перший рік життя становить 160-170 днів. Рослини, на яких квітконосні пагони утворюються вже в перший рік життя, називають цвітушними. Цвітушність спричиняє зниження цукристості, здерев'яніння тканин і зменшення маси коренеплоду. Основною причиною цього явища є посів цукрових буряків у непрогрітий грунт і затяжна холодна весна. Коренеплоди містять у середньому 75% води і 25% сухих речовин, до складу яких відноситься 17,5% цукрози та 7,5% нецукрів. Із загальної кількості нецукрів близько 5% припадає на нерозчинні (клітковина - 2,5%, пектинові речовини - 2,4, білки і зола - 0,1%). До розчинних нецукрів відносяться безазотисті речовини (0,8%), азотисті речовини (1,1%) та зола (0,6%).

Цукрові буряки – дворічна рослина, але оскільки в даній курсовій роботі висвітлюються питання, що стосуються вирощування цукрових буряків, тому є сенс розглядати матеріали, що стосуються першого року життя даної культури.[2].

Біологічні властивості та реакція цукрових буряків на умови вирощування. Насіння цукрових буряків для проростання потребує воду, тепло та кисень. При цьому воно поглинає від 120 до 180 % води від власної маси. 3 підвищенням температури ґрунту скорочуються строки проростання насіння і появи сходів. Сходи відносно стійкі проти низьких температур. Вони витримують зниження тем­ператури до мінус 4—5 °С, але при раптовому похолоданні можуть пошкоджуватись і при -3 °С. Період від появи сходів до розвитку перших справжніх листків називають фазою вилочки. У ранній період росту розеткові листки у рослин цукрових буряків з'являються парами. У зв'язку з цим прийнято розрізняти фази першої, другої, третьої, четвертої і п'ятої пар листків. Процес листкоутворення у цукрових буряків безперервний. У середньому за вегетаційний період рослини утворюють від 50 до 90 і більше листків

Цукрові буряки мають добре розвинену кореневу систе­му, яка на період максимального розвитку поширюється в боки до 1 м і вглиб — більше 2 м, що дозволяє використову­вати запаси поживних речовин і води з глибоких шарів ґрунту. У першій половині вегетаційного періоду рослини цукро­вих буряків утворюють добре розвинений асиміляційний апарат, а в її другій посилюється ріст коренеплоду. Середньодобовий приріст маси його в липні-серпні на багатих родючих ґрунтах і достатній вологості становить 8—10 грамів.

Забезпечити великі прирости сирої чи сухої речовини цукрових буряків можливо лише створенням сприятливих умов для фотосинтезу, у процесі якого утворюється 90—95 % органічної речовини в рослині. Інтенсивність і продуктивність фотосинтезу залежить від властивостей сорту і умов зовнішнього середовища, основними факторами якого є мінеральне живлення, водозабезпеченість, вміст у повітрі вуглекислого газу, температура, освітленість асиміляційного апарата. Оптимальна температура для фотосинтезу цукрових буря­ків 20—25 °С. Однак інтенсивний хід цього процесу відбува­ється в межах температур 10—30°С.[3]

Особливості живлення фосфорними добривами.

Фосфорні добрива при взаємодії з ґрунтом підлягають корінним змінам. Результати досліджень, викладені в працях вітчизняних і зарубіжних вчених [2, 3, 4, 5, 6, 8] свідчать, що процеси перетворення фосфатів у ґрунті складні і пов’язані з цілим рядом явищ: розчиненням і осадженням, адсорбцією і десорбцією, мінералізацією і біологічним поглинанням та іншими процесами перетворення фосфору, що протікають в різних грунтово-кліматичних умовах з різною інтенсивністю. Чиріков Ф.В. [8] схильний до висновку, що поглинутий фосфор у ґрунті утворює велику кількість (п’ять) груп фосфатів.

Властивість ґрунту забезпечувати рослини рухомими фосфатами регулюється не тільки загальним їх вмістом, а й в значній мірі залежить від розчинності різних фосфатних сполук [9]. З мінеральних сполук в кислих дерново-підзолистих ґрунтах переважають фосфати алюмінію і заліза, порівняно важкодоступні рослинам, а в нейтральних і лужних ґрунтах – фосфати кальцію і магнію, які легше засвоюються рослинами [10].

На відміну від валового вміст рухомого фосфору істотно залежить від кількості внесених добрив. При вирощувані культур без внесення фосфорних добрив з глибиною відбувається різке зменшення кількості цих сполук фосфору, в орному шарі зменшення проявляються меншою мірою [11].

Під час використання фосфорних добрив і гною підвищується вміст рухомих фосфатів, ступінь їх рухомості і доступності для рослин [2]. Лужна реакція ґрунту і наявність вільних карбонатів знижують коефіцієнт використання фосфору з добрив на 30-35% порівняно з нейтральною і слабокислою реакцією [12], в результаті чого на карбонатних ґрунтах необхідно вносити більше фосфору [13].

Органічні і мінеральні добрива по-різному впливають на нагромадження фосфору і його рухомість. За даними Т.М. Кулаковської [14] вміст рухомого фосфору за застосування гною збільшується продовж кількох років, а під впливом мінеральних добрив - тільки в рік застосування.

Результати досліджень, проведені О.Г. Сухомуд [15] на чорноземних ґрунтах свідчать, що максимальне збільшення його кількості у шарі 0-20 см простежується на варіантах органо-мінеральної системи удобрення. Нижча інтенсивність нагромадження фосфатів у цьому досліді спостерігалась у шарі ґрунту 20-40 см.

Внесення фосфорних добрив на чорноземних ґрунтах зони буряківництва сприяє не тільки збільшенню запасів засвоюваних фосфатів в 2-3 раза, але і якісно поліпшує їх запаси, збагачує грунт легкорозчинними рухомими фосфатами [6].

В дослідах Б.С. Носка [16] як разове, так і систематичне внесення невисоких річних норм добрив на раніше створених агрономічних фонах суттєво збільшувало вміст найбільш доступних культурам сполук фосфору.

Шамрай Л.В. вказує на те, що внесення фосфорних добрив у нормах Р_150-300 збільшило вміст рухомого фосфору в ґрунті на 12-23 мг/кг ґрунту. За 12-ти річний період цей показник збільшився в середньому на 38-42%.

Значна частина внесеного з добривами фосфору (близько 80% загального вмісту) у перший рік рослинами не використовується і вона залишається в ґрунті. На відміну від азоту фосфор добрив мало рухомий і навіть в умовах достатнього зволоження не вимивається у глиб профілю. Втрати його обмежуються лише змивом на схилах під впливом процесів ерозії [8].

Водорозчинні сполуки фосфору за внесення в ґрунт переходять в основному в обмінні засвоювані фосфати із ступенем рухомості, що відповідає даному типу ґрунту. Суперфосфат майже повністю закріплюється в місцях внесення і дуже слабко переміщується в ґрунті [8]. Тому “залишкові” запаси фосфатів накопичуються в шарі 0-40 см. При цьому збільшення вмісту ґрунтових фосфатів в шарі 0-20 см відбувається прямо пропорційно кількості внесених добрив .

Численними дослідженнями встановлено, що тривале використання високих норм фосфорних добрив і гною призвело до накопичення в ґрунтах залишкових фосфатів і підвищило забезпеченість ґрунту фосфором.

Вивчаючи фосфатний режим сірих лісових та лучно-чорноземних ґрунтів, А.П. Лісовал встановив, що післядія гною позитивно впливає на збільшення переходу фосфатів твердих фаз ґрунту в ґрунтовий розчин. Мінеральні добрива в більшій мірі ніж органічні зумовлюють зменшення ємності поглинання фосфатів. Так, за даними автора, за внесення N₁₂₀Р₁₂₀К₁₂₀ цей показник знизився до 1,9 мг-екв/100 г ґрунту порівняно з 3,3 мг-екв за застосування 30 т/га гною.

Узагальнення численних дослідів дозволило встановити оптимальні фосфатні рівні для основних типів ґрунтів. Для дерново-підзолистих ґрунтів цей рівень становить в межах 10-15 мг на 100 г ґрунту (за Кірсановим), для звичайних опідзолених і потужних чорноземів – 10-15 мг (за Чиріковим), для карбонатних чорноземів, каштанових і сіроземних ґрунтів – 3,0-3,5 (за Мачигіним) .Затрати добрив на збільшення вмісту Р₂О₅ в ґрунті на 1мг на 100г зростають. В дослідах Л.А. Шамрай за внесення на 1 га сівозмінної площі Р₃₈ і Р₅₀ на підвищення вмісту рухомого фосфору в ґрунті на 1 мг витрачалось 24 і 34 кг Р₂О₅ на га, за внесення Р₉₁ і Р₁₀₄ – 60-68 кг Р₂О₅ на га.

Оптимізація фосфатного режиму тісно пов’язана з регулюванням інших елементів ґрунтової родючості і насамперед з рівнем забезпеченості рослин азотом. Чим нижче вміст рухомого фосфору в ґрунті і вище забезпеченість азотом, тим сильніше проявляється позитивна дія фосфорних добрив .

В результаті чисельних досліджень встановлено, що як високопродуктивна культура, цукрові буряки для формування врожаю використовують значно більшу кількість поживних речовин ніж зернові культури [77,200]. В Лісостеповій зоні нормативні показники виносу поживних речовин урожаєм основної і побічної продукції становлять 4,29 кг азоту, 1,21 кг фосфору і 5,17 кг калію [17].

Дослідами Інституту землеробства встановлено, що на фоні 20 т гною та підвищенням норм мінеральних добрив винос елементів живлення, особливо фосфору, зростає [18].

Забезпеченість ґрунтів легкодоступними сполуками фосфору і калію безпосередньо відображається на урожаях сільськогосподарських культур. На ґрунтах добре забезпечених фосфором ефективність азотних і калійних добрив підвищується в 2-2,5 раза [19].

Фосфор є фізіологічно цінним елементом для цукрових буряків, і рослини поглинають його в значній кількості, використовуючи його зокрема для синтезу нуклеїнових сполук, а також в якості каталізатору при синтезі сахарози [20]. Недостатня кількість фосфору затримує ріст цукрових буряків, знижує масу кореня. Достатня кількість його сприяє прискореному листоутворенню. Внесення фосфатів сумісно з азотними добривами може до деякої міри запобігти негативному впливу останніх на якість коренеплодів. Фосфати сприяють кращому розвитку кореневої системи і швидшому розгалуженню її в ґрунті [19].

Як показали дослідження Т.О. Філатової використання різних доз фосфору помітно впливає на розвиток буряків уже на п’ятий день з моменту появи сходів. Коренева система вже через два місяці після посіву проникає на глибину 1-1,2 м, а на кінець вегетації – до 2-2,5 м

Ряд дослідників вказують на важливе значення фосфору в динаміці вуглеводневого і азотного комплексу, в гідролізі і синтезі сахарози, відносно переміщення вуглеводів. Так, при фосфорному голодуванні в коренях зменшується кількість сахарози Наявність фосфору в ґрунті сприяє підвищенню урожайності, цукристості і деякому прискоренню дозрівання, в протилежність впливу азоту, надлишок якого затримує дозрівання і призупиняє наростання цукристості [20].