Вміст калію, натрію та альфа-аміноазоту в коренеплодах

Незалежно від року дослідження системи обробітку ґрунту не мали суттєвого впливу на вміст мелясогенних речовин у коренеплодах (K, Na, N-α) (Рис. 4-6). На мінливість вищезгаданих параметрів в основному впливали рік дослідження та сорт, тоді як на натрій впливала спільна дія параметрів та система обробітку ґрунту.

Враховуючи вміст K, Na та N-α в буряках, коефіцієнт η_p² був найвищим для впливу сорту (B) та взаємодії рік × сорт (R × B). Вищевказані співвідношення становили для К — 94,5% і 80,2%; для N —98,3% і 98,4%; і для N-α — 91,5% і 95,1% відповідно.

Враховуючи середні за три роки значення вище зазначених параметрів, інтерпретовані окремо для кожного сорту, системи обробітку ґрунту не мали впливу на вміст К та N-α в буряках.

Однак вплив системи обробітку ґрунту на вміст натрію в буряках був неоднозначним. Залежно від сорту, strip-till викликав або збільшення, або зменшення вмісту натрію. Були доведені значні контрасти як для сорту Contenta, так і для сорту Julius. Відмінності між звичайним обробітком та strip-till становили 18,0% та 21,8% відповідно.

Було виявлено незначний контраст для сортів Armesa і Alegra. У системі strip-till було виявлено значно вищий вміст натрію в буряках сорту Contenta, тоді як сорт Julius мав вищий вміст натрію в системі звичайного обробітку ґрунту.

Обговорення

Враховуючи мету дослідження, ми зосередилися на визначенні врожайності в системах strip-till та звичайного обробітку ґрунту та якісних параметрів чотирьох сортів цукрових буряків. В якості еталону була прийнята класична звичайна система обробітку ґрунту, яка досі є основною для вирощування цукрових буряків у Польщі. Швидкі та рівномірні сходи цукрових буряків є передумовою для гарного розвитку листової поверхні, що сприяє ефективному перехопленню світла та високій урожайності. У даному дослідженні система обробітку ґрунту не впливала на швидкість появи сходів і, зрештою, на густоту рослин у встановлені терміни.

Урожайність визначається багатьма взаємодіючими факторами, і вплив систем обробки ґрунту не є ні послідовним, ні передбачуваним. Одним з основних елементів, необхідних для визначення умов розвитку рослин і врожайності окремого сорту буряків, є співвіднесення отриманих результатів з потенціальною урожайністю. За роки досліджень (2016-2018 рр.) потенціальна урожайність цукрових буряків, за визначенням COBORU, становила: 88,4 т/га; 88,9 т/га і 80, 5 т/га. У даному дослідженні показники урожайності цукрових буряків були використані на 83% у 2016 році, на 87% у 2017 році та на 82% у 2018 році відносно потенціальної врожайності, визначеної COBORU.

Урожайність коренеплодів та вихід цукру, отримані в даному дослідженні, можна пояснити, виходячи з природних та агротехнічних факторів та, в основному, з точки зору мінливості погодних (розподіл опадів, температура) та агрохімічних умов, тобто доступності елементів живлення. Протягом років дослідження погодні умови сильно змінювалися, від надзвичайно вологого 2017 року до надзвичайно сухого 2018 року, що було основним фактором коливання врожайності протягом відповідних років. Волога має важливе значення на етапі інтенсивного розвитку листя, який досягає максимального рівня на рубежі липня-серпня. У даному дослідженні дефіцит опадів був особливо сильним у 2016 та 2017 роках. Однак, незважаючи на дефіцит вологи в критичні періоди, рівні отриманої урожайності та технологічного виходу цукру були відносно високими і значно перевищували середній показник.

На сьогоднішній день дослідження альтернативних систем обробітку ґрунту в технології виробництва цукрових буряків не дали чітких результатів і виявили широку диференціацію врожайності коренеплодів та виходу цукру, а також якісних параметрів. Ван ден Путте та ін. вчені виявили дуже істотне скорочення врожайності цукрових буряків за принципом системи no-till і дійшли висновку, що дана практика економічно невигідна. Кілька досліджень показали, що прямий посів призводить до значного збільшення ущільнення ґрунту, особливо на ранній стадії вегетації буряків, що в кінцевому підсумку може відобразитися на скороченні їх урожайності.

Результати більшості досліджень показують, що смуговий обробіток ґрунту не відрізняється від системи звичайного обробітку ґрунту для врожайності цукрових буряків та виробництва цукру. У виробництві цукрових буряків смуговий обробіток ґрунту strip-till у більшості випадків перевершував прямий посів no-till. Враховуючи подібну врожайність та потенційну економію палива та робочої сили, смуговий обробіток ґрунту strip-till є можливою та потенційно вигідною альтернативою традиційному обробітку ґрунту у виробництві цукрових буряків.

Проведені дослідження чітко показали, що вибір способу обробітку ґрунту був другорядним питанням, якщо рослини вирощувалися на родючих ділянках протягом багатьох років із рівномірним розподілом опадів протягом вегетаційного періоду. Спосіб обробітку ґрунту також впливає на засвоєння живильних речовин цукровими буряками. Було доведено, що поглинання поживних речовин цукровими буряками було вищим у класичній системі з оранкою, ніж у системі мінімального обробітку ґрунту.

Менше поглинання азоту при мінімальному обробітку ґрунту може бути пов’язане з розвитком бічних корінців у системі мульчування, а також із коротшим основним коренем, що вказує на порушення його росту, а отже, гірше поглинання поживних речовин із глибших шарів ґрунту, а також зміни параметрів якості буряків. У 2017 році вчені повідомили, що менше поглинання азоту в системі смугового обробітку ґрунту strip-till пов’язане з повільнішою швидкістю процесів мінералізації азоту, що відбуваються в ґрунті. Таким чином, використання неінверсійних систем обробітку ґрунту, які менше порушують структуру ґрунту, в порівнянні з системами плугового обробітку, викликає тимчасове обмеження азоту, оскільки органічна речовина розкладається повільніше, зменшуючи швидкість мінералізації азоту.

Інші дослідники довели, що обробіток ґрунту та рослинні рештки зменшують товщину та збільшують загальну пористість ґрунту. Це сприяє покращенню вологості та збільшує вміст органічного вуглецю, загального азоту, а також доступних форм калію та магнію у ґрунті. Отже, ці процеси призводять до підвищення родючості ґрунту, збільшення швидкості мікробного розкладання рослинної біомаси, що, зрештою, відображається на покращенні врожайності коренеплодів.

Вплив ділянки та взаємодії генотип-середовище стосується не лише врожайності буряків, а й їх технічної якості, включаючи поляризацію та вміст мелясогенних речовин. Такі сполуки, як альфа-аміноазот, K і Na в буряковому жомі вважаються речовинами, що впливають на вихід цукру. Випробувані системи обробітку ґрунту мали значний вплив на технологічний вихід цукру, який був вищим у системі strip-till.

У даному дослідженні показники якості цукрових буряків лише незначною мірою залежали від застосовуваної системи обробітку ґрунту.

Вплив сорту на вміст цукру був більш вираженим, ніж вплив системи обробітку ґрунту. Мінливість погодних умов є найбільшим фактором, що визначає якість цукрових буряків, але є відмінності між сортами. При цьому вчені наголошують на складності взаємозв’язку між кількісними та якісними особливостями врожайності цукрових буряків, а також між обсягами виробництва та такими параметрами, як поляризація та вміст мелясогенних речовин.

Ґрунтуючись на дослідженнях, проведених у 1994-1995 роках, було виявлено, що вміст цукру в коренеплодах різнився між роками та ділянками з відмінностями до 6%, тоді як між рівнями живильних речовин, сортами та датою збору врожаю були відмінності до 4%. Таким чином, питання якості цукрових буряків в альтернативних системах обробітку ґрунту вимагає особливої уваги з боку виробника з огляду на низку додаткових факторів, що обмежують ріст рослин. Літературні дані свідчать, що зниження вмісту цукру в коренях і збільшення альфа-аміноазоту пов'язані з підвищенням рівня азоту в коренеплодах.

Висновки

Польове дослідження із використанням цукрових буряків проводилося в 2016-2018 рр. у Польщі. Технологію strip-till порівнювали зі звичайним обробітком ґрунту з використанням чотирьох комерційних сортів цукрових буряків (Alegra, Armesa, Contenta та Julius). Ґрунт був багатий на доступні мікроелементи з нейтральною кислотністю. Визначалася густота рослин, вміст цукру, якість коренеплодів та технологічний вихід цукру.

Результати дослідження показали, що strip-till є високоефективною системою у виробництві цукрових буряків. Порівняно зі звичайним обробітком ґрунту, при strip-till було виявлено значне збільшення врожайності буряків (6,6%) та технологічного виходу цукру (8,2%). Мінливість вищезазначених параметрів залежала насамперед від застосовуваної системи обробітку ґрунту, тоді як вміст цукру значною мірою був пов’язаний із сортом. Серед сортів не виявлено переваг щодо випробуваних систем обробітку ґрунту; тим не менш, спостерігалася значна мінливість урожайності коренеплодів і технологічного виходу цукру, а також вмісту цукру, калію, натрію та альфа-аміноазоту. Проте напрямок зміни вищезазначених параметрів був неоднозначним і різнився між роками дослідження.