Наукові праці Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків

Стартап національного проєкту «Українська картопля»

2023-12-04T14:50:20+02:00

Мета. Метою дослідження є організація, проведення і з’ясування результатів експерименту з впровадження стартапу Національного проєкту «Українська картопля» у 2021 році.

Методи. Використано діалектичні методи пізнання процесів і явищ, монографічний (аналіз результатів експерименту з впровадження стартапу Національного проєкту «Українська картопля»), абстрактно-логічний (теоретичні узагальнення та формування висновків), порівняльного аналізу (визначено причини і відмінності вирощування різних сортів картоплі на випробувально-демонстраційному полігоні «Вахнівка»), емпіричний (комплексна оцінка і аналіз об’єкта дослідження).

Результати. Проведено експеримент зі створення ефективної ринково адаптованої системи освоєння, розмноження і впровадження у виробництво насіннєвого оздоровленого матеріалу картоплі вітчизняної селекції на кластерних засадах державно-приватного партнерства за участю науки, бізнесу, широкого кола виробників, що вирощують картоплю в агрогосподарствах і на присадибних ділянках. Ініціаторами і основними виконавцями стартапу є наукові установи НААН, базові сільгосппідприємства, інвестори. Ядро команди проєкту складає творчий колектив осіб – власників біологічних, економічних розробок, ринкових механізмів.

Висновки. Проведено експеримент із перевірки і демонстрації переваг вітчизняних сортів картоплі та технологій її вирощування в умовах спільного виробництва науки і бізнесу. Досліджено потреби ринку та сформовано замовлення на створення нових сортів і оздоровленого насіннєвого матеріалу існуючих сортів, необхідних виробництву, і які користуються підвищеним попитом у споживачів.

Ефективність вирощування буряків цукрових в умовах Степу України

2023-12-04T15:13:52+02:00

Мета. Визначити особливості економічної та енергетичної ефективності вирощування буряків цукрових в умовах Степу України.

Методи. Польові дослідження проводили впродовж 2020–2022 рр. в умовах ТОВ «Агрофірма імені Чкалова» (Кіровоградська обл.). Схемою досліду передбачалось вирощування буряків цукрових на фоні застосування вологоутримувача (без гідрогелю; гідрогель Aquasorb, 300 кг/га), за різних систем основного удобрення [без добрив – контроль; гній, 20 т/га; N₁₇₀P₁₈₀K₃₅₀; Леонардит, 400 кг/га; Паросток (марка 20), 400 кг/га] та позакореневих підживлень у період вегетації (без підживлення; Гуміфілд, в.г., 2 кг/га у фазах ВВСН 30 + 39). Органічні та мінеральні добрива (PK) вносили восени під оранку, а азотний компонент останніх (N) – під ранньовесняну культивацію. Адсорбент вносили в ґрунт за два тижні до сівби культури локально в зону майбутнього рядка, орієнтуючись на дані GPS-трекера. Решта агрозаходів відповідали загальноприйнятій технології вирощування культури в зоні проведення досліджень. Розрахунок економічних показників виконували в цінах 2023 року.

Результати. За формуванням виручки від реалізації коренеплодів буряків цукрових кращим був варіант використання гідрогелю Aquasorb, удобрення буряків цукрових Леонардитом та позакореневого підживлення посівів Гуміфілд, де отримано 106,8 тис. грн/га. За витратами на технологію вирощування культури найдорожчими були варіанти застосування мінеральних добрив (75,9–84,4 тис. грн/га). На противагу цьому застосування органічних добрив нової формуляції забезпечувало кращі результати собівартості вирощування буряків цукрових. Зокрема, на варіантах, де гідрогель не вносили, удобрення Леонардитом сприяло отриманню собівартості витрат на 1 га в 37,3–39,8 тис. грн, а за застосування Aquasorb варіанти внесення Леонардиту мали витратність 43,3–45,8 тис. грн/га. Витрати ж за умови застосування органічного добрива Паросток становили 39,6–42,1 та 45,6–48,1 тис. грн/га. У варіанті внесення Паросток (марка 20) з подальшим позакореневим підживленням Гуміфілдом було отримано прибуток 60,6 тис. грн/га. У разі застосування гідрогелю Aquasorb та удобрення добривом Леонардит з подальшим позакореневим підживленням Гуміфілдом було отримано прибуток 61,0 тис. грн/га, що є максимальним в досліді. За внесення добрива Паросток (марка 20) отримано рентабельність в 145,0 %, а за використання на цьому фоні Гуміфілду – 143,8 %. У варіанті з Леонардитом рентабельність була 142,6 %. За використання гідрогелю Aquasorb та удобрення Леонардитом рівень рентабельності був дещо меншим, пропорційно зростанню витрат на технологію – 133,2 %.

Висновки. У разі внесення гідрогелю Aquasorb у зону рядка до сівби (300 кг/га) та удобрення буряків цукрових Леонардитом або Паросток (марка 20) з урожаєм отримано понад 300 ГДж/га енергії. Максимум накопичення енергії в урожаї спостерігався на варіанті поєднання вологоутримувача з добривом Паросток і подальшим позакореневим удобренням Гуміфілдом – 312,5 ГДж/га. За застосування як основного удобрення Паросток (марка 20) коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее) становив 4,70, а за позакореневої обробки Гуміфілдом – 4,72. У варіантах використання вологоутримувача та основного удобрення добривом Паросток (марка 20), без або з подальшим позакореневим застосуванням Гуміфілду, значення Кее було 4,60 та 4,63.

Продуктивність гороху озимого залежно від азотного удобрення та біологічних препаратів в умовах Степу України

2023-12-05T16:26:54+02:00

Мета. Визначити елементи структури врожаю та рівень продуктивності гороху озимого залежно від досліджуваних технологічних елементів.

Методи. Використовували польові, агрохімічні та статистичні методи.

Результати. Наведено результати дослідів щодо впливу азотного підживлення та застосування біологічних препаратів на формування елементів структури врожаю та продуктивність гороху озимого в Степу України. Визначено, що сорти гороху озимого ‘Ендуро’ та ‘НС Мороз’ сформували різну густоту, яка становить відповідно 78 та 77 шт./м², за застосування біологічних препаратів Leanum Гумікор та Мікофренд густота підвищилась в середньому на 3 % відповідно. Кількість бобів і насінин, маса зерна за застосування добрив у сорту ‘Ендуро’ становила в середньому 11,3 та 30,6 шт./рослину, за застосування біопрепаратів – 11,0 та 28,6 шт./рослину. У сорту ‘НС Мороз’ відповідно 15,6 і 27,1 шт./рослину за внесення добрив та 15,5 і 27,1 шт./рослину – за застосування біопрепаратів. Маса зерна була відповідно 4,5–4,3 г у сорту ‘Ендуро’ та 4–3,8 г у сорту ‘НС Мороз’. Високу врожайність зерна 3,83 та 3,82 т/га отримано у сортів ‘Ендуро’ та ‘НС Мороз’ за внесення препарату Мікофренд + N₄₀. У варіантах, де вносились основні добрива N₁₀Р₄₆К₀+ N₄₀та N₆₄Р₄₆К₀+ N₄₀ з весняним підживленням урожайність становила відповідно 3,15 та 3,08 т/га у сорту ‘Ендуро’ та 3,15 та 3,24 т/га у сорту ‘НС Мороз’.

Висновки. Внесення біологічних препаратів підвищило врожайність зерна гороху озимого порівняно з використанням додаткових доз азотного підживлення. Різниця урожайності зерна між варіантами удобрення та внесенням біопрепаратів склала відповідно 0,67–0,74 т/га у сорту ‘Ендуро’ та 0,59–0,68 т/га у сорту ‘НС Мороз’. Для формування високої продуктивності гороху озимого найбільш ефективним агроприйомом є внесення добрив та біологічних препаратів за осінньої сівби, які допоможуть знівелювати вплив мінливих ґрунтово-кліматичних умов в період органогенезу рослин та сформувати оптимальні елементи структури врожаю культури.

Формування поживного режиму чорнозему вилугуваного в агроценозі буряків цукрових залежно від удобрення

2023-12-04T15:21:32+02:00

Мета. Дослідити вплив традиційних та альтернативних органічних та органо-мінеральних систем удобрення на формування поживного режиму ґрунту в посівах буряків цукрових.

Методи. Довготривалий польовий та аналітичний.

Результати. Представлено результати досліджень щодо впливу добрив на формування азотного, фосфорного та калійного режимів чорнозему вилугуваного в агроценозі буряків цукрових. Установлено, що поєднане застосування органічних та мінеральних добрив забезпечило найкращі показники поживного режиму ґрунту на початок вегетації буряків цукрових. Застосування соломи пшениці озимої та зеленої маси гірчиці білої в поєднанні з мінеральними добривами незначно поступалось за ефективністю традиційній на основі гною системі удобрення.

Висновки. Найсприятливіші умови азотного режиму чорнозему вилугуваного формувались за внесення 40 т/га гною + N₉₀P₆₀K₉₀: на момент сівби запаси мінерального азоту у 0–100 см шарі ґрунту становили 288 кг/га. Застосування зеленої маси гірчиці білої + N₉₀P₆₀K₉₀обумовило запаси мінерального азоту у ґрунті 259 кг/га, солома + сидерат + N₉₀P₆₀K₉₀ – 256 кг/га з перевищенням контролю без добрив – на 61 та 58 кг/га. У складі мінерального азоту ґрунту нітратна форма переважала над амонійною в 1,6 раза. Органо-мінеральні системи удобрення формували найвищий вміст рухомого фосфору та калію у ґрунті весною. За внесення 40 т/га гною + N₉₀P₆₀K₉₀ вміст рухомого фосфору у шарі 0–30 см на момент сівби становив 145 мг/кг, сидерат + N₉₀P₆₀K₉₀ – 140, солома + сидерат + N₉₀P₆₀K₉₀– 142; вміст рухомого калію – 104, 93 та 97 мг/кг ґрунту. Зазначені системи удобрення підвищили вміст рухомого фосфору у ґрунті порівняно з контролем без добрив на 34–45 мг/кг, рухомого калію – на 17–28 мг/кг ґрунту. Упродовж вегетації вміст рухомого фосфору у ґрунті зберігав стабільність, вміст рухомого калію – зменшився на 11–28 %.

Насіннєва продуктивність проса прутоподібного залежно від сортових особливостей

2023-12-04T15:24:03+02:00

Мета. Установити особливості формування врожаю та якості насіння проса прутоподібного залежно від сортових особливостей.

Методи. Лабораторний, польовий, вимірювально-ваговий, математично-статистичний.

Результати. Установлено, що продуктивність досліджуваних сортозразків проса прутоподібного залежала від групи стиглості. Достовірно вищу врожайність насіння забезпечили середньопізній сортозразок ‘Кейв-ін-рок’ – 0,137 т/га, ранньостиглий ‘Форестбур’ – 0,128 т/га та середньоранній ‘Небраска’ – 0,124 т/га, урожайність інших сортозразків була значно нижчою. Найнижчу врожайність насіння забезпечили дуже ранній сортозразок ‘Дакота’ та пізній ‘Картадж’ і дуже пізній ‘Канлоу’. З’ясовано, що найвищі показники якості насіння – енергії проростання і схожості мало насіння сортозразків дуже раннього ‘Дакота’, відповідно – 50 та 52 %, та середньораннього ‘Самбурст’ – 50 і 53 %. Енергія проростання і схожість насіння ранньостиглого сортозразку ‘Форестбур’, середньораннього ‘Небраска’ та середньопізнього ‘Кейв-ін-рок’ була на рівні відповідно 30–34 та 32–35 %, залежно від сортових особливостей не виявлено істотної різниці. Значно нижча якість насіння отримано в середньопізніх сортозразків, а найнижча – у дуже пізнього. Аналізуючи якість насіння за роками досліджень з’ясовано, що його схожість залежала від суми ефективних температур у період вегетації. Достовірно найвища схожість всіх сортів – 47 % була у 2018-му вегетаційному році, що зумовлено сумою ефективних температур понад 3539 °С. Вегетаційні періоди 2019 та 2020 рр. були менш сприятливими, ніж 2018 р., але значно сприятливішими, ніж 2021-й.

Висновки. Продуктивність проса прутоподібного – урожайність насіння, його енергія проростання та схожість залежали від груп стиглості сортів та погодних умов вирощування – суми ефективних температур. З’ясовано, що чим більша сума ефективних температур, тим вища схожість насіння. Найвищу схожість всіх сортів, яка становила 47 %, отримано за суми ефективних температур понад 3539 °С. Між схожістю насіння і сумою ефективних температур виявлено сильну кореляцію (r = 0,96).

Джерела цінних ознак для селекції сортів і гібридів сільськогосподарських культур на Ялтушківській ДСС

2023-12-04T14:15:34+02:00

Мета. Виділити джерела господарськоцінних ознак для селекційного процесу технічних, зернових та біоенергетичних культур на Ялтушківській ДСС Інституту біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН.

Методи. Гібридизація, добір, польові випробування, аналітичний, математично-статистичний.

Результати. На Ялтушківській ДСС зосереджено кращі вихідні матеріали буряків іноземної та вітчизняної селекції, які є матеріалом для виділення джерел та донорів цінних ознак. Кращі гібридні комбінації, створені на основі ялтушківських матеріалів, оцінені в сортовипробуванні за програмою «Бетакрос», достовірно перевищували груповий стандарт: за урожайністю (103,6–114,9 %), цукристістю (96,4–105,7 %), збором цукру (110,1–110,8 %). Створено високопродуктивний зразок гречки ‘Юліана’ з урожайністю 2,2 т/га, вмістом білка 15,0 %, який передано на державне сортовипробування. Дібрано кращі високопродуктивні енергетично цінні зразки проса прутоподібного для вирощування у зонах недостатнього і нестійкого зволоження, що забезпечують урожайність сухої біомаси на рівні 7,5–16,2 т/га, вихід твердого біопалива – 8,2–17,2 т/га, енергії – 112,5–243 ГДж/га. Виділено генотипи із роду Міскантус, які поєднують ознаки толерантності до осмотичного та сольового стресів і високий вихід енергії.

Висновки. Виділені джерела селекційно значущих ознак стали основою для створення сортів і гібридів сільськогосподарських культур (буряків цукрових ‘Барський’, ‘Черешневий’, ‘Рутенія 11’, ‘Рутенія 12’, ‘Рутенія 13’ та ін., гречки ‘Юліана’, проса прутоподібного ‘Морозко’ і ‘Лядовське’ та зразків міскантусу, стійких до абіотичних чинників довкілля). Селекційні зразки та вихідні лінії цих культур передано до Національного центру генетичних ресурсів рослин України.

Поліплоідія в історії селекції Ялтушківської дослідно-селекційної станції: нові методи диференціації і стабілізації тетраплоїдів цукрових буряків

2023-12-04T14:34:25+02:00

Мета. Проаналізувати історію розвитку поліплоїдної селекції на Ялтушківській дослідно-селекційній станції (ЯДСС), зокрема вдосконалення генетичних моделей нових гібридів, нових способів індукції мейотичних тетраплоїдів, диференціації і добору селекційних матеріалів за рівнем плоїдності геному.

Методи. Цитологічний аналіз метафазних хромосом апікальних меристем точок росту насінних рослин і буряків першого року для добору тетраплоїдних рослин 4х = 36 хромосом; цитофотометричний аналіз з використанням комп’ютерних програм АП «Partec» для дослідження плоїдності за кількісним вмістом ядерної ДНК; польові методи (добір насінних рослин тетраплоїдів за типами пилкових зерен, формування синтетичних популяцій тетраплоїдних багатонасінних рослин на цитогенетичній основі за структурою бівалентної кон’югації хромосом-гомологів у мейозі.

Результати. У процесі індукції тетраплоїдів цитологічні методики аналізу плоїдності на Ялтушківської ДСС були вдосконалені з використанням комп’ютерних програм АП «Partec»для добору буряків цукрових 4х за кількісним вмістом ядерної ДНК в клітині на рослинах першого року вегетації і для формування тетраплоїдних популяцій після індукції колхіцином на насінних рослинах. У процесі дослідження структури поліплоїдних популяцій за ступенем плоїдності відсоток тетраплоідів змінювався від 82,0 ± 2,22 % у запилювача Я/Ген до 58,1 ± 2,81 % у запилювача Я/Ман. Встановлено, що добір за фертильністю і вирівнянністю пилку залежить від генетичних особливостей селекційного матеріалу і впливає на пилкоутворювальну здатність у перших генераціях після індукції колхіцином, зменшуючи кількість біотипів 4х ІІа і ІІб типу за цитологічною класифікацією. На прикладі багатонасінного запилювача Я/Рой встановлено, що добір за цукристістю й урожайністю виявляє, певною мірою, стабілізувальну дію за ступенем плоїдності. Використані біотехнологічні методи для депонування генотипів 4х із високим відсотком бівалентної кон’югації хромосом-гомологів у метафазі І мейозу (70–90 %) сприяли цитогенетичній стабільності поліплоїдних гамет і високому їх виходу – 92,9 % 4х у наступній генерації насіння. Досліджено, що продуктивність триплоїдних гібридів ЯДСС з використанням тетраплоїдного запилювача Я/ДА 4х на основі зародкової плазми дикого виду Beta patula на ранніх етапах вегетаційного розвитку змінювалась, залежно від селекційних номерів триплоїдних рослин, від 325 до 465 г, а цукристість у деяких номерів досягала 21,5 %.

Висновки. Розвиток поліплоїдної селекції на Ялтушківської дослідно-селекційній станції пройшов шлях від формування полігібридів до створення триплоїдних гібридів на ЧС основі з використанням тетраплоїдних багатонасінних запилювачів. Для формування популяцій тетраплоїдних багатонасінних запилювачів ЯДСС були застосовані методи флюорисцентної цитофотометрії з комп’ютерними програмами АП «Partec», біотехнологічні методи для створення синтетичних популяцій тетраплоїдних багатонасінних запилювачів на цитогенетичній основі, що забезпечують вихід тетраплоїдів у насінні до 92,9 %.