[
{"registration_number":"0222U004822","description":{"0":{"description_type":"title","description_language":"en","description_text":"Justification of scientific and methodical approaches to determining the \"vision\" of the future officer of the Armed Forces of Ukraine"},"1":{"description_type":"title","description_language":"ua","description_text":"Обгрунтування науково-методичних підходів щодо визначення \"візії \" майбутнього офіцера Збройних Сил України"},"2":{"description_type":"referat","description_language":"en","description_text":"The object of the study - the officer corps of the Armed Forces of Ukraine. \nThe study goal - scientific and methodological substantiation of a comprehensive vision of the image of the future officer of the Armed Forces of Ukraine for 2030.\nThe study methods – system analysis, methods of multidimensional comparative analysis, synthesis.\nMain results of the study: the project of the Act of the Ministry of Defense of Ukraine on defining the \"vision\" of the future officer of the Armed Forces of Ukraine.\nProposed materials are to be realized in the activities of personnel services, which deal with issues of improving the procedure for military service in the context of the implementation of career management of servicemen of the Armed Forces of Ukraine by military ranks, in the educational process of the National Defense University of Ukraine named after Ivan Chernyakhovsky, and in further scientific research on this scientific directly."},"3":{"description_type":"referat","description_language":"ua","description_text":" Об’єкт дослідження –офіцерськийкорпус Збройних Сил України.\nМета дослідження – науково-методичне обгрунтування комплексного бачення образу майбутнього офіцера Збройних Сил України на 2030 рік.\nМетоди дослідження – системний аналіз, методи багатомірного порівняльного аналізу, синтез. \nОсновні результати дослідження: проєкт Акту Міністерства оборони України щодо визначення \"візії \" майбутнього офіцера Збройних Сил України.\nЗапропоновані матеріали будуть використані у діяльності служб персоналу, які займаються питаннями удосконалення порядку проходження військової служби в умовах впровадження управління кар’єрою військовослужбовців Збройних Сил України за військовими званнями, в освітньому процесі Національного університету оборони України імені Івана Черняховського та у подальших наукових дослідженнях за цим науковим напрямом."},"4":{"description_type":"ntp_description","description_language":"ua","description_text":""}},"persons":{"0":{"person_id":1484376,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Юрій","name_last":"Остах","name_co":"Петрович","name_full":"Остах Юрій Петрович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Yuriy","name_last":"Ostakh","name_co":"P.","name_full":"Ostakh Yuriy P."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. військ. н.","status_name":"Кандидат військових наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"20.01.01","status_name":"Воєнне мистецтво"}}},"1":{"person_id":718942,"person_type":"head_firm","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Віталій","name_last":"Хома","name_co":"Вікторович","name_full":"Хома Віталій Вікторович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Vitalii","name_last":"Khoma","name_co":"V.","name_full":"Khoma Vitalii V."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. військ. н.","status_name":"Кандидат військових наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"20.01.01","status_name":"Воєнне мистецтво"}}}},"author":{"person_id":1484376,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Юрій","name_last":"Остах","name_co":"Петрович","name_full":"Остах Юрій Петрович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Yuriy","name_last":"Ostakh","name_co":"P.","name_full":"Ostakh Yuriy P."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. військ. н.","status_name":"Кандидат військових наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"20.01.01","status_name":"Воєнне мистецтво"}}},"addons":{"0":{"key":"rk","value":"0122U200510"}},"firms":{"0":{"firm_type":"contractor","firm_id":6581,"firm_edrpou":"07834530","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Національний університет оборони України імені Івана Черняховського"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"The National Defense University of Ukraine named after Ivan Cherniakhovskyi"}},"firm_jurisdiction":"Міністерство оборони України"},"1":{"firm_type":"customers","firm_id":44238,"firm_edrpou":"26605090","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Науково-методичний центр кадрової політики Міністерства оборони України"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"Scientific and Methodological Center for Personnel Policy of the Ministry of Defense of Ukraine"}},"firm_jurisdiction":"Міністерство оборони України"}},"uni_id":174127,"nti":{"0":{"nti_code":"78.19","nti_name":"Воєнна наука","nti_udk":"355"}},"record_type":2,"registration_date":"2022-11-04","date":{"0":{"date_type":"registration","date":"2022-11-04"}},"date_number":"2022-11-04T01:20:22Z","has_texts":false},
{"registration_number":"0222U004826","description":{"0":{"description_type":"title","description_language":"en","description_text":"Agroecological effectiveness of fertilizers and plant growth regulators on sugar beet crops under climate change conditions"},"1":{"description_type":"title","description_language":"ua","description_text":"Агроекологічна ефективність добрив і регуляторів росту рослин на посівах буряка цукрового в умовах зміни клімату"},"2":{"description_type":"referat","description_language":"en","description_text":" The monograph presents the results of the authors' scientific and industrial research on the use of new domestic fertilizers and\nplant growth regulators on sugar beet crops under climate change conditions. Practical experience, scientific results of\ndomestic and foreign scientists are summarized. On the basis of many years of scientific and industrial research,\nrecommendations for production regarding their application have been developed. The ecological and economic efficiency and\nexpediency of using new domestic fertilizers, primarily organo-mineral, plant growth regulators in the practice of agroindustrial production are substantiated. The monograph is dedicated primarily to agro-industrial production workers, managers\nof agricultural formations, land users, scientists, specialists in agricultural enterprises and environmental protection, as well as\nteachers, postgraduates, doctoral students and students of higher educational institutions of agricultural and environmental\nprofiles."},"3":{"description_type":"referat","description_language":"ua","description_text":" У монографії приведені результати наукових і виробничих досліджень авторів щодо використання нових вітчизняних\nдобрив і регуляторів росту рослин на посівах буряка цукрового в умовах зміни клімату. Узагальнено практичний досвід,\nнаукові результати вітчизняних і зарубіжних вчених. На основі проведених багаторічних наукових і виробничих\nдосліджень розроблені рекомендації виробництву щодо їх застосування. Обгрунтовано екологічну та економічну\nефективність і доцільність застосування нових вітчизняних добрив, в першу чергу органо-мінеральних, регуляторів росту\nрослин в практику агропромислового виробництва. Монографія присвячена в першу чергу для працівників\nагропромислового виробництва, керівників агроформувань, землекористувачів, науковців, фахівців\nсільськогосподарських підприємств та охорони навколишнього природного середовища, а також викладачів, аспірантів,\nдокторантів і студентів вищих навчальних закладів сільськогосподарського і екологічного профілів."},"4":{"description_type":"ntp_description","description_language":"ua","description_text":""}},"persons":{"0":{"person_id":1378,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Михайло","name_last":"Василенко","name_co":"Григорович","name_full":"Василенко Михайло Григорович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Mykhailo","name_last":"Vasylenko","name_co":"H.","name_full":"Vasylenko Mykhailo H."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. с.-г. н.","status_name":"Доктор сільськогосподарських наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"03.00.16","status_name":"Екологія"}}},"1":{"person_id":231111,"person_type":"head_firm","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Оксана","name_last":"Дребот","name_co":"Іванівна","name_full":"Дребот Оксана Іванівна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oksana","name_last":"Drebot","name_co":"І.","name_full":"Drebot Oksana І."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. е. н.","status_name":"Доктор економічних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"08.00.06","status_name":"Економіка природокористування та охорони навколишнього середовища"}}},"2":{"person_id":1378,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Михайло","name_last":"Василенко","name_co":"Григорович","name_full":"Василенко Михайло Григорович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Mykhailo","name_last":"Vasylenko","name_co":"H.","name_full":"Vasylenko Mykhailo H."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. с.-г. н.","status_name":"Доктор сільськогосподарських наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"03.00.16","status_name":"Екологія"}}},"3":{"person_id":110337,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Ірина","name_last":"Швиденко","name_co":"Костянтинівна","name_full":"Швиденко Ірина Костянтинівна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Iryna","name_last":"Shvydenko","name_co":"K.","name_full":"Shvydenko Iryna K."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. с.-г. н.","status_name":"Кандидат сільськогосподарських наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"03.00.16","status_name":"Екологія"}}}},"author":{"person_id":1378,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Михайло","name_last":"Василенко","name_co":"Григорович","name_full":"Василенко Михайло Григорович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Mykhailo","name_last":"Vasylenko","name_co":"H.","name_full":"Vasylenko Mykhailo H."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. с.-г. н.","status_name":"Доктор сільськогосподарських наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"03.00.16","status_name":"Екологія"}}},"addons":{"0":{"key":"rk","value":"0122U201275"}},"firms":{"0":{"firm_type":"contractor","firm_id":850,"firm_edrpou":"13722479","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Інститут агроекології і природокористування Національної академії аграрних наук України"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"Institute of Agroecology and Environmental Management of National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine"}},"firm_jurisdiction":"Національна академія аграрних наук України"},"1":{"firm_type":"customers","firm_id":850,"firm_edrpou":"13722479","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Інститут агроекології і природокористування Національної академії аграрних наук України"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"Institute of Agroecology and Environmental Management of National Academy of Agricultural Sciences of Ukraine"}},"firm_jurisdiction":"Національна академія аграрних наук України"}},"uni_id":174121,"nti":{"0":{"nti_code":"61.33.39","nti_name":"Органічні добрива і добрива біологічного походження","nti_udk":"661.152"},"1":{"nti_code":"68.35.33","nti_name":"Цукровий буряк та інші цукровмісні культури","nti_udk":"633.61\/.66"},"2":{"nti_code":"87.53.25","nti_name":"Технологія в галузі екології","nti_udk":"504.064.4:67.02"},"3":{"nti_code":"87.01.11","nti_name":"Сучасний стан і перспективи розвитку охорони довкілля та екології людини","nti_udk":"504:001.12\/.18"}},"record_type":2,"registration_date":"2022-11-04","date":{"0":{"date_type":"registration","date":"2022-11-04"}},"date_number":"2022-11-04T01:20:26Z","has_texts":true,"full_text":{"0":{"filename":"1-Звіт монографія.docx","text":" \f2  \fВАСИЛЕНКО МИХАЙЛО ГРИГОРОВИЧ доктор сільськогосподарських наук, дійсний член (академік) «Академії технологічних наук України», видатний вчений у галузі агроекології, агрохімії, методики польових досліджень, ліквідатор аварії на Чорнобильській  АЕС.  Нагороджений  орденами  і  медалями всеукраїнської Чорнобильської організації «Союз Чорнобиль», відзнакою Гордість Інституту агроекології  і  природокористування  Національної  академії наук України, республіканською відзнакою «Патріот України», Почесними грамотами Міністерства надзвичайних ситуацій, голови Київської ОДА, Президії Національної академії аграрних наук України і іншими. Народився Михайло Григорович в мальовничому куточку українського Полісся серед величі лісів, полів і лук в селі з прекрасною назвою Любовичі Малинського району Житомирської області (раніше - Київська) у родині селян. Після закінчення середньої школи навчався на агрономічному факультеті Житомирського сільськогосподарського інституту, який закінчив в 1958 р. Активний учасник збирання врожаю на цілинних землях Казахстану (1956 р.). В 1958–1961 рр. – головний агроном колгоспів ім. Калініна та «Зоря комунізму» Малинського району Житомирської області. 1961-1963 – інспектор організатор Дзержинського і Н.-Волинського виробничих управлінь Житомирської області. З 1963 р. – аспірант Інституту землеробства, з 1968 р. – кандидат сільськогосподарських наук, досліджував проблему одержання двох урожаїв на рік в умовах Полісся України (1963-1968 рр.) та прогресивні технології одержання сталих урожаїв льону-довгунцю (1970-1975 рр.). З 1975 р. по 1992 р. М.Г. Василенко працював в Українському філіалі ЦІНАО на посаді старшого наукового  співробітника.  Здійснював  науково-методичне  керівництво  і  координував дослідницьку роботу, розробляв методики, плани і схеми польових досліджень в системі агрохімслужби України (1975-1992 рр.). Ним внесений суттєвий вклад у поліпшення дослідної справи системи агрохімслужби. 3  \fВ 1982-1984 рр. організовує агрохімслужбу і дослідну справу в Лаоській народно-демократичній республіці. Газета «Касасон» - «Голос народу», орган ЦК Лаосу тричі за два роки друкувала матеріали про роботу Василенка М.Г. в ЛНДР, а перед виїздом з країни (1984 р.) присвятила його роботі і рекомендаціям цілу сторінку газети з його фото. Він є автором і співавтором розробки диференційних нормативів і технологій вирощування сільськогосподарських культур, брав участь у створені методики розробки нормативів для одержання одиниці сільськогосподарської продукції. З 1992 р. є співробітником Інституту агроекології  та  біотехнології,  нині  –  Інститут  агроекології  і  природокористування НААН України, де і захистив докторську дисертацію. Наукові інтереси М.Г. Василенка охоплюють широке коло питань, серед яких вивчення та впровадження в сільськогосподарське виробництво нових добрив і стимуляторів росту рослин, дослідження їх впливу на урожай культур, якість рослинницької продукції та навколишнє природнє середовище. За період наукової діяльності М.Г. Василенком опубліковано понад 160 наукових праць, у т.ч. монографії, методичні розробки.  4  \fШВИДЕНКО ІРИНА КОСТЯНТИНІВНА кандидат сільськогосподарських наук, завідувач лабораторії  радіоекології  екосистем  Інституту  природокористування  аграрних  і  лісових  агроекології Національної  і  академії  аграрних наук України. Народилася Ірина Костянтинівна в 1983 р. у сім’ї інженерів с. Саливонки Васильківського району Київської області. У 2006 р. з відзнакою закінчила Білоцерківський державний аграрний університет і здобула ступінь магістра за спеціальністю «Агрономія». Свій науковий шлях розпочала з 2007 р. у Інституті агроекології Української академії аграрних наук, де і навчалась в аспірантурі з 2008 по 2011 р. за спеціальністю екологія. В 2017 р. захистила кандидатську дисертацію присвячену вивченню особливостей вирощування картоплі на радіоактивно забруднених грунтах Житомирського Полісся. З 2020 р. і до сьогодні очолює лабораторію радіоекології аграрних і лісових екосистем відділу радіоекології і дистанційного зондування ландшафтів Інституту агроекології і природокористування Національної академії аграрних наук України. У сфері наукових інтересів – питання щодо визначення особливостей формування дозових навантажень 137Cs на населення зони радіоекологічного контролю Українського Полісся у віддалений період після аварії на ЧАЕС; ведення сільськогосподарського виробництва на радіоактивно забруднених територіях  Київського  Полісся;  класифікації  ландшафтів  за  виносом  радіонуклідів з продукцією, зонування території Українського Полісся у віддалений період після Чорнобильської аварії. Автор понад 60 наукових і методичних праць, серед яких «Рекомендації зі зниження виносу радіонуклідів з агроландшафтів», «Методичні рекомендації з реабілітації територій, що зазнали радіоактивного забруднення, та оптимізації структури землекористування на основі ландшафтних підходів». Також є співавтором низки монографій та підручника. 5  \fЗМІСТ Вступ  9  Розділ 1. Сучасний стан та перспективи застосування органо-  16  мінеральних добрив і регуляторів росту рослин 1.1.  1.1. Фізіологічні функції фітогормонів та їхня роль в онтогенезі рослин  17  1.2.  1.2. Фізико-хімічні властивості органо-мінеральних добрив і регуляторів  24  росту рослин 1.3.  1.3. Теоретичні основи застосування біологічно активних речовин у  27  рослинництві 1.4.  1.4. Стан та перспективи застосування органо-мінеральних добрив і  31  регуляторів росту рослин Розділ 2. Умови, методика, об’єкти дослідження  50  2.1. Особливості вирощування буряка цукрового в Україні  50  2.2. Програма і методика проведення досліджень  62  2.3. Умови проведення досліджень  66  Розділ 3. Вплив вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин на  74  екологічний стан ґрунту та винос поживних речовин буряком цукровим 3.1. Характеристика досліджуваних добрив і регуляторів росту рослин  74  3.2. Вплив органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин на  79  агроекологічні та агрохімічні показники ґрунту 3.3. Вплив органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин на  85  мікробіологічні процеси в ґрунті 3.4. Винос поживних речовин з ґрунту рослинами буряка цукрового  99  Розділ 4. Вплив вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин на 116 урожайність і якість буряка цукрового 4.1. Застосування мінеральних добрив  117  4.2. Застосування органічних добрив  130  4.3. Застосування органо-мінеральних добрив  138  6  \f4.4. Застосування регуляторів та стимуляторів росту рослин  150  Розділ 5. Економічна ефективність застосування вітчизняних добрив 178 і регуляторів росту рослин під буряк цукровий 5.1. Економічна ефективність застосування добрив  179  5.2. Особливості застосування регуляторів та стимуляторів росту рослин 196 Розділ 6. Охорона родючості ґрунтів і шляхи розвитку буряківництва 200 6.1. Охорона родючості ґрунтів  201  6.2. Шляхи розвитку буряківництва України  206  Висновки  2   Рекомендації виробництву  216  Список використаних джерел  218  7  \fПЕРЕЛІК УМОВНИХ СКОРОЧЕНЬ АБК – абсцизова кислота АОЗ – антиоксидантний захист АПК – агропромисловий комплекс АТФ – аденозинтрифосфат БАР – біологічно-активні речовини БГЦ – біогеоценоз БР – брасиноліпіди БС – брасиностероїди ВАС – вуглеамонійні солі ВАК – вуглеамонійна кислота ГК – гіберелінова кислота ІАП – Інститут агроекології і природокористування ІМК – індолілмасляна кислота ІОК – індолілоцтова кислота ОМД – органо-мінеральне добриво РНК – рибонуклеїнова кислота РРР – регулятори росту рослин СРР – стимулятори росту рослин ФАР – фізіологічно активні речовини  8  \fВСТУП Величина урожаю сільськогосподарських культур залежить від багатьох факторів, і одним із головніших є вчасне забезпечення посівів рослин поживними речовинами. Людство вже тепер повинно активно шукати шляхи інтенсифікації сільськогосподарського виробництва при значному скороченні енергетичних затрат. Тобто на зміну традиційним енерговитратним технологіям повинні прийти принципово нові прийоми землеробства. Саме життя на порозі третього  тисячоліття  привело  світову  науку  та  сільськогосподарське  виробництво до необхідності пошуків нових елементів високих технологій. Над розв’язанням проблеми одержання стабільно високих урожаїв наразі працює багато вчених. Проте повністю розв’язати її за допомогою традиційних підходів практично неможливо. Враховуючи кризові явища в економіці, нестачу в господарствах мінеральних добрив, засобів захисту та паливно-мастильних матеріалів, важливе значення набуває розробка технологій вирощування, які б поряд з відповідно високою врожайністю забезпечували б економне використання матеріальних ресурсів і були б екологічно безпечними для навколишнього середовища. Останнім часом при вирощування сільськогосподарських культур у розвинутих країнах світу широко застосовують регулятори росту рослин, серед яких важлива роль належить біостимуляторам. В Україні в останні роки на заміну застарілим і малоефективним створено ряд нових високоефективних препаратів, які сприяють істотному підвищенню продуктивності та поліпшенню якості сільськогосподарських культур. Науково обґрунтоване застосування технологій чи елементів технологій з використанням регуляторів росту рослин дозволяє не лише підвищувати урожай, покращити його якість, але й вплинути на строки дозрівання, суттєво підвищити стійкість рослин до хвороб і стресових факторів, скоротити норми застосування мінеральних добрив, пестицидів, зменшити вміст важких металів і нітратів у продукції рослинництва. Тобто застосування регуляторів росту рослин дає можливість спрямовано регулювати найважливіші процеси в рослинному 9  \fорганізмі, найповніше реалізувати потенційні можливості сорту, закладені в геномі природою та селекцією. Продовольча і сільськогосподарська організації при ООН ще в 1973 році схвалили й рекомендували використання регуляторів росту у всесвітньому масштабі для збільшення виробництва сільськогосподарської продукції. Тому як наслідок за кордоном, а в останні роки і в Україні різко збільшилось застосування стимуляторів росту. Регулятори (стимулятори) росту рослин – це синтетичні й природні органічні речовини, яким властива значна біологічна активність і які в невеликих кількостях, у мікродозах, здатні викликати зміни у фізіологічних і біологічних процесах, рості, розвитку й продуктивності сільськогосподарських культур. А їх застосування дає можливість спрямовано регулювати найважливіші процеси в рослинному організмі. В Україні впродовж останніх 15 років створено ряд нових вітчизняних регуляторів росту рослин нового покоління, останні з них вже зареєстровані в Державній міжвідомчій комісії України у справах випробувань і реєстрації засобів захисту та регуляторів росту рослин і добрив. Нові препарати проходять випробування в різних ґрунтово-кліматичних зонах країни на предмет використання їх для підвищення урожаю. Проведені дослідження показали, що нові  українські  біостимулятори  за  впливом  на  продуктивність  сільськогосподарських культур не лише не поступаються кращим препаратам США, Німеччини, Японії, а й мають переваги щодо рівня екологічної безпеки, доз внесення, простоти застосування та вартості. Але потрібно зауважити, що біостимулятори не здатні цілком і повністю замінити дію мінеральних добрив, а є додатковим резервом підвищення продуктивності, хоча прирости до урожаю від їх застосування не нижчі від фактичного внесення мінеральних добрив під сільськогосподарські культури. Одним із сучасних напрямів збереження та підвищення продуктивності земель є впровадження у сільськогосподарське виробництво енергозберігаючих технологій із використанням нових вітчизняних добрив та регуляторів росту 10  \fрослин, які не забруднюють навколишнє природне середовище. Тому, на теперішній час особливого значення набуває вивчення та агроекологічне обґрунтування застосування нових вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин, створених в Україні на основі вітчизняної сировини, як одного із шляхів формування безпечного, низьковитратного, енерго- та ресурсозберігаючого елементу технологій вирощування сільськогосподарських культур. Науково обґрунтоване ведення технологій із застосуванням нових видів мінеральних, органо-мінеральних добрив (ОМД), регуляторів росту рослин (РРР), мікробіологічних добрив та засобів захисту рослин дозволяє не лише підвищити урожайність, але й покращити його якість та вплинути на строки дозрівання, підвищити стійкість сільськогосподарських рослин до негативних екологічних чинників. За таких технологій зменшуються дози внесення мінеральних добрив та пестицидів, вміст забруднювачів у продукції рослинництва. Однак, в умовах Лісостепу України недостатньо проведено досліджень щодо застосування та впровадження у сільськогосподарське виробництво нових вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин. З огляду на вищезазначене обрана тема наукового дослідження є актуальною. Вагомий вклад у розвиток агроекології внесли Пономаренко С.П., Тараріко О.Г., Камінський В.Ф., Фурдичко О.І., у підвищення ефективності застосування добрив –. Дмитренко П.О, Крупський М.К., Носко Б.С., Медведєв В.В., Сайко В.Ф., Городній М.Г. і Городній М.М., Писаренко П.В., у розробку сучасних положень екології мікроорганізмів Патика В.П., Волкогон В.В., Шерстобоєва О.В., Іутинська Г.О. Зв'язок  роботи  з  науковими  програмами,  планами,  темами.  Дослідження проводили з 1975 р. згідно програми робіт «Агрохімслужби України», а 1997-2019 рр. згідно державної цільової комплексної науковотехнічної програми «Продовольство-95» відповідно до завдання «Розробити теоретичні основи і екологічно безпечні технології відтворення родючості грунтів  і  системи  управління  цим  процесом  шляхом  раціонального  землекористування, використання добрив та хімічної меліорації, що забезпечить 11  \fодержання високоякісної продукції та охорони навколишнього середовища» (№ ДР ОА01002372Р), НТП УААН «Науково-екологічні основи формування сталих агроекосистем» (№ ДР 019600 976) «Збалансовані агросистеми України в умовах глобальних змін клімату», НТП УААН «Агроекологічний моніторинг і моделювання сталих ландшафтів та агроекосистем» (№ ДР 01010003294), НТП «Діти  України»,  «Науково-практичне  обґрунтування  сталого  розвитку  агроекосистем України» (№ ДР 01060004038). У всіх темах Василенко М.Г. був керівником або відповідальним виконавцем. Мета і завдання дослідження. Мета роботи – агроекологічне обґрунтування застосування нових вітчизняних добрив (мінеральних, органомінеральних) і регуляторів росту рослин в агроекосистемах Лісостепу України. Для досягнення поставленої мети передбачалося вирішення таких завдань: -  дослідити вплив добрив і регуляторів росту рослин нового покоління  вітчизняного виробництва на агроекологічні і агрохімічні показники грунту, біологічну активність орного шару грунту, на вміст поживних речовин у продукції буряка цукрового в умовах змін клімату; -  обґрунтувати  залежність  урожайності  і  якості  продукції  сільськогосподарських культур від застосування нових добрив і регуляторів росту рослин вітчизняного виробництва; -  удосконалити технології вирощування буряка цукрового при  застосуванні мінеральних, органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин; -  встановити економічну ефективність застосування мінеральних,  органо-мінеральних  добрив  і  регуляторів  росту  рослин  вітчизняного  виробництва. Об’єкт дослідження – процеси, що протікають у системі грунт – рослина буряка цукрового та визначають агроекологічний стан агрофітоценозів при застосуванні вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин.     \fПредмет  дослідження  –  показники  стану  грунту,  рослин  як  агроекологічне обґрунтування застосування нових добрив і регуляторів росту рослин. Методи  дослідження.  Методологія  дослідження  базувалася  на  системному та комплексному підходах при вивченні органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин вітчизняного виробництва в агроекосистемах. Застосовували методи: загальнонаукові – гіпотеза, експеримент, аналіз, синтез; спеціальні: польовий метод – для визначення ефективності добрив і регуляторів росту рослин на екологічні і агрохімічні показники грунту, кількісні і якісні показники  буряка  цукрового;  вимірювально-ваговий  –  для  визначення  біометричних показників, формування урожайності; лабораторний – для визначення показників родючості грунту у дослідних ділянках та якісних показників  рослинної  продукції;  математично-статистичні  методи:  регресивний, дисперсійний, кореляційний для встановлення достовірності отриманих  результатів;  розрахунково-порівнювальний  –  для  визначення  економічної ефективності чинників, що досліджувалися. Наукова  новизна  одержаних  результатів.  Комплексними  дослідженнями  розв’язано  проблему  агроекологічного  обґрунтування  застосування нових вітчизняних добрив (мінеральних, органо-мінеральних) і регуляторів росту рослин в агроекосистемах Лісостепу України. Наукова новизна експериментальних результатів дисертаційного дослідження така: Вперше: - обґрунтовано і практично доведено екологічну та економічну доцільність застосування нових вітчизняних добрив: (тукосуміш, амофос-34); органічних добрив: витяжки із біогумусу (Гумісол); органо-мінеральних добрив (ОМД) (Віталист, Оазис, Добродій); регуляторів росту рослин (РРР) (Ендофіт, Екостим, Неофіт, Гарт, Ноостим, Вегестим, Агростим); їх вплив на процеси у землеробстві; - за результатами агрохімічних і агроекологічних показників встановлено дію цих добрив і регуляторів росту рослин на фізико-хімічні властивості грунту, 13  \fвивчено вміст важких металів у грунті і рослинах та їх вплив на грунтову біоту буряка цукрового; - доведено  позитивний  вплив  застосування  мінеральних,  органо-  мінеральних добрив, регуляторів росту рослин вітчизняного виробництва під посівами буряка цукрового в умовах зміни клімату; - проведені комплексні дослідження екологічного стану грунту, якості і безпечності продукції при застосуванні вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин за результатами яких доведено позитивний вплив вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин на екологічний стан грунту, якість і безпечність рослинної продукції; -  рекомендовано науково-обґрунтовані заходи щодо підвищення  агроекологічної і економічної ефективності вирощування буряка цукрового і інших сільськогосподарських культур в умовах зміни клімату. Практичне значення одержаних результатів. Одержані результати досліджень мають наукове і практичне значення для подальшого розвитку сільськогосподарської науки і практики. Поставлені на вивчення добрива і регулятори росту рослин за нашим поданням зареєстровані у Міністерстві екології і природокористування України. Апробовані та рекомендовані сільськогосподарському виробництву для застосування вітчизняні добрива і регулятори росту рослин нового покоління: тукосуміш, амофос-34, нітроамофоски, гумісол, віталист, оазис, добродій, ендофіт, екостим, ноостим, вегестим, неофіт, агростим, як дієві високоефективні елементи екологобезпечних технологій вирощування буряка цукрового. Розроблено оптимальні дози їх внесення з урахуванням екологічних норм і господарської доцільності. Доведено, що застосування нових добрив і РРР не впливає негативно на безпеку навколишнього природного середовища, зберігає родючість грунту, активізує мікробіологічну діяльність грунту, підвищує урожайність і покращує якість продукції. Розроблені авторами рекомендації є науково-методичною основою для реалізації завдань визначених Постановою Кабінету Міністрів 14  \fУкраїни від 22 жовтня 2014 р., № 1024, про «Концепцію боротьби з деградацією земель та опустелюванням». Комплекс теоретичних та експериментальних досліджень виконано під час науково-дослідної роботи в Інституті агроекології і природокористування НААН (1997-2019 рр.). Апробація результатів досліджень. Основні положення та результати досліджень доповідались, обговорювались і схвалені на засіданнях Вченої ради Інституту агроекології і природокористування НААН (1997-2019 рр.), у Міністерстві екології і природних ресурсів України, на міжнародних і щорічно протягом 1997-2019 рр. на Всеукраїнських  і Міжнародних  наукових  конференціях. Публікації: за темою досліджень опубліковано 160 наукових праць, у тому числі 83 статей з них у наукових провідних фахових виданнях, 6 статей у виданнях, які входять до міжнародних інформаційних та науково-метричних баз даних, 2 патенти, 2 свідоцтва, 8 методичних рекомендацій.  15  \fРОЗДІЛ 1 СУЧАСНИЙ СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ ОРГАНО-МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ І РЕГУЛЯТОРІВ РОСТУ РОСЛИН Основним завданням землеробства є зростання його продуктивності на основі відтворення родючості ґрунтів та раціонального їх використання. Важливою проблемою сучасного землеробства є розроблення ресурсозберігаючих агротехнологій, що забезпечують одержання високих врожаїв сільськогосподарських культур та розширене відтворення родючості ґрунтів. Термін регулятор (від латинської rugulo) – з біологічної точки зору означає впорядкування біологічних процесів. Англійський вчений Чарльз Дарвін наприкінці ХІХ ст. передбачав у рослинах ростові речовини. Визначний український вчений М.Г. Холодний у точках росту виявив невідомі на той час ростові речовини. Ці речовини назвали фітогормонами, регуляторами та біостимуляторами. М.Г. Холодний неодноразово звертав увагу, що фітогормони – це індуктори, організатори процесів росту і морфогенезу, які за відповідних внутрішніх і зовнішніх умов навіть при низькому вмісті їх в організмі можуть змінювати швидкість і напрям фізіологічних процесів. Ще в 1918 р. передбачив місце синтезу фітогормонів і можливості їх транспортування для збільшення маси рослини і керуванням їх розвитку. Регулятори росту знаходять все більше застосування в сучасних технологіях виробництва продукції рослинництва, які у невеликих нормах активно впливають на обмін речовин рослин, викликаючи стимуляцію або пригнічення їх росту і морфогенезу. До регуляторів росту рослин належать фітогормони: ауксини, гібереліни, цитокініни та ін. Фітогормони - сполуки з допомогою яких здійснюється взаємодія клітин, тканин і органів і які необхідні для запуску і регуляції фізіологічних і морфогенетичних програм рослин. За дослідженнями низки авторів усі регулятори росту рослин можна поділити умовно на групи, залежно від здатності їх впливати на процеси  16  \fживлення клітин, керувати процесами розтягування і формування стінки клітин, змінювати її структуру, фізико-хімічні і механічні властивості та ін. 1.1. Фізіологічні  функції  фітогормонів  та  їхня  роль  в  онтогенезі рослин Фітогормони – низькомолекулярні хімічні сполуки, здатні в малих дозах виокнувати роль регуляторів основних фізіологічних процесів (ділення і росту клітин, стану спокою, регуляції роботи - продихів). До недавно загальноприйнятими були п’ять фітогормонів – ауксин, гіберилін, цитокінін, абсцизова кислота та етилен. З пилку ріпака американські вчені в 1978 р. виділили стероїдні горсони – брасиностероїди, що мають високу біологічну активність. Ауксини. На синтез білків ауксин впливає вже через 10–15 хвилин, спричиняє появу нового білка, а отже і появу нових матриць для синтезу білків. Ауксин стимулює, чи навіть індукує ділення клітин. У багатьох випадках ауксини діють на утворення провідних пучків разом з іншими фітогормонами. Змінюють розтягнення й диференціацію клітин, фотосинтез, синтез вторинних речовин, рух мінеральних речовин і асимілянтів. Неоднакова  швидкість  росту  різних  органів  рослини  зумовлена  орієнтацією стебла щодо джерел світла і сили тяжіння. Вивчення причин диференційного росту спричинило відкриття ауксинів [188–189]. Гормональна теорія тропізмів рослин М.Г. Холодного і Ф. Вента (1978) були першим узагальненням робіт у цьому напрямку. Холодний М.Г. вперше виділив та ідентифікував фітогормон ауксин. Він неодноразово звертав увагу, що фітогормони – це індуктори, організатори росту і морфогенезу. Вони навіть при низькому вмісті в організмі при відповідних внутрішніх і зовнішніх умовах можуть змінювати швидкість і напрям фізіологічних процесів. У плодів сільськогосподарських культур під час росту підтримується високий ріст ауксину, але при дозріванні плодів його вміст різко зменшується. Ауксин здатен регулювати опадання зав’язі, плодів і листя, впливати на кількість 17  \fзав’язі чоловічих і жіночих квітів. Важливу роль ауксини відіграють в апікальному домінуванні, тобто головний пагін координує ріст бокових пагонів. Під впливом ауксину посилюється синтез РНК і починається значно пізніше ніж стимуляція розтягування. Кількість ауксинів збільшується при затемненні і зменшується при освітленні. Упродовж вегетації вміст ауксинів змінюється, найбільше їх утворюється у фазах бутонізації і цвітіння. У пророщеному насінні і бруньках, що розвиваються, вміст їх значно збільшується, а в період спокою їх мало. Тривалий час вважалось, що на всіх ступенях онтогенезу ауксин є головним регуляторним гормоном. Ауксин – це фітогормони, які утворюються на кінчиках коренів, пагонах, молодих листках, активному камбії, насінні і представлений  індолілоцтовою  кислотою  (ІОК).  Індолілоцетальдегід,  індолілетанол, індолілмасляна кислота (ІМК) мають ауксинову активність [154– 155]. ІОК від клітини до клітини може транспортуватися в камбіальних шарах або промкамбіальних променях, а також у клітинах епідермісу. Флоема бере участь у транспортуванні ІОК. Останніми роками встановлено основні фізіологічні функції ауксину: видовження клітин, стимуляція клітинного поділу і у комбінаціях з цитокініном, забезпечує апікальне домінування, уповільнює старіння листя, прискорює зав’язування плодів та запобігає їх опаданню, впливає на розподіл асимілянтів шляхом підвищення транспортування по флоемі, викликає цвітіння певних видів квіткових рослин [20]. Вміст ауксину в тканинах рослин корелює з інтенсивністю ростових процесів. З меристематичних зон переміщується в інші зони, де регулює ріст. Рух ауксинів у рослині полягає в тому, що виділяють його в міжклітинне середовище одні клітини, а поглинають інші. У поглинанні виділяють дві фази: перша – швидкого зворотного поглинання (25–30 хв.), друга – повільного метаболічного нагромадження. Під час першої фази в розчин без ІОК проходить її швидке виділення. Друга фаза повільного поглинання зумовлена тим, що частина ІОК, що надійшла в клітини, зв’язується з їх різними компонентами. 18  \fСтимуляція розтягування клітин починається після обробки препаратом через 10–15 хвилин і співпадає з часом початку стимуляції дихання. Цитокініни. Основні функції цитокінінів можна умовно розділити на 2 групи: пригнічення процесів старіння і поділ та диференціація клітин. Варто зазначити, що поділ клітин можливий лише за сумісної дії цитокінінів та ауксину. Важливим фактором є посилення синтезу нуклеїнових кислот, що і забезпечує швидкі ростові процеси. В останні десятиліття вченими було досліджено і виявлено, що цитокініни беруть участь в безлічі інших процесах життєдіяльності рослинного організму, наприклад, в метаболізмі вуглеводів, фотосинтезі, формуванні меристеми і т.п. Цитокінін активізує ріст клітин листя і сім’ядолі дводольних рослин. Таку назву цитокінін отримав через здатність стимулювати поділ клітин – цитокінез [171]. Цитокініни грають важливу роль в контролі вродженого імунітету рослин. Вони активують захисні реакції хазяїна проти патогенів. Відбувається це за допомогою наступних реакцій: підвищення концентрації цитокініну під час поранення збільшує ендогенний рівень жасмонатів (було показано на рослинах тютюну), що сприяють стійкості рослин до інфекції некротрофними патогенами. Цитокінін підсилює PAMP-імунітет, стимулюючи формування каллози (полісахарид, який виробляється у відповідь на поранення й інфікування патогенами). Він також може викликати накопичення фітоалексинів (захисні фенольні сполуки) і таким чином сприяти стійкості до патогенних атак. Спільно з саліцилатами підсилюють стійкість до патогенів за допомогою прямого впливу на експресію генів. Цитокініни проявляють атрагуючу дію. Експерименти ще в 1963 році показали, що цитокініни беруть участь у формуванні та підтримці Source to Sink взаємодії в різних рослинних тканинах (так звана, схема перерозподілу вуглеводів, де source - джерело, частини рослин, де відбувається фіксація вуглекислого газу; sink - стік, місце, де вже синтезовані цукру накопичуються).  19  \fГібереліни. Нині досліджено  5 гіберелінів, близьких за хімічною структурою. Серед них найвідоміша гіберелінова кислота (ГК). Вперше гібереліни були виділені японськими вченими Е. Куросава, Ф. Гавіта, І. Сунікі. Багатостороння і дуже висока фізіологічна  активність гіберелінів.  Насамперед вони забезпечують цвітіння рослин. Гібереліни присутні в усіх квіткових рослинах. У рослині гібереліни знаходяться в постійному русі, здатні змінюватись у концентраціях. Унікальна особливість цієї групи фітогормонів – велика кількість природних сполук, число яких постійно зростає [20, 42]. Найхарактерніші фізіологічні ефекти гіберелінів – видовження стебла, збільшення кількості міжвузля, цвітіння і утворення плодів, активність зав’язі і цвіту, розвиток плодів. Для гіберелінів властиві висока фізіологічна активність, широкий спектр реакцій, які вони здатні виявити: витягуються міжвузля, збільшується їх кількість, збільшується кількість квітконосів, посилюється синтез матеріалів. Стимуляція може проявлятися не тільки у витягуванні міжвузля, а і в збільшенні їх кількості, посиленням утворення росту бічних пагонів у збільшенні кількості квітконосів і т.д. Гібереліни посилюють синтез клітинної стінки. Вони стимулюють активність різних меристем: апікальної камбію, кінчиків коренів, інтеркалярної системи злаків. Існує пряма залежність фізіологічної активності від умов освітлення. При цьому можуть стимулюватись як ділення, так і дозрівання клітин. Розтягування клітин під дією ГК особливо виражено на світлі, а не в темряві. Різностороння висока фізіологічна активність гіберелінів викликала великий інтерес фізіологів і біохіміків. Гібереліни забезпечують цвітіння деяких груп рослин, вони присутні в усіх квіткових рослинах та є важливою складовою частиною їх гормонального комплексу. За складом гібереліни близькі до тетрациклічних кислот. Молекули гіберелінів нестабільні у водних розчинах і чутливі до дії кислот основ, тому схильна до деградації і перегрупування. Гібереліни у рослинах постійно рухаються, змінюються їх локальні конструкції [20, 42]. 20  \fГібереліни стимулюють активність різних меристем, здатні різко посилювати ріст пагонів. У рослинах гібереліни постійно рухаються, змінюються їх локальні концентрації, зумовлюють видовження стебла завдяки стимуляції процесів клітинного поділу та розтягування клітин; у рослин тривалого дня спричинюють видовження стебла, індукують проростання насіння, стимулюють активність або синтез ферментів de novo, зв’язування та ріст плодів, індукують формування чоловічих квітів [20, 54]. Отже, можна зробити висновок, що фізіологічна активність гібереліну визначається (якісно і кількісно) його хімічним складом. Етилен. Газ етилен (за міжнародною номенклатурою — етен, ненасичений вуглеводень(алкен), що має формулу Н2С = СН2) у низьких концентраціях (0,04 - 1,0 мкл\/л) має сильну морфогенетичну дію на рослини. Синтез етилену в рослинах починається з метіоніну,який, взаємодіючи з АТФ, утворює Sаденозілметіонін. Біосинтез в найбільшій кількості спостерігається там, де висока концентрація β-індолілоцтової кислоти. Крім того, велика кількість як абсцизової кислоти, так і етилену накопичується в будь-яких органах, що знаходяться в стані стресу. За нормального перебігу життя рослин етилен активно синтезується в дозріваючих плодах і старіючих листках. Це зрозуміло: він індукує дозрівання плодів, старіння і опадання листя [20, 65, 66, 78]. Однак  високий  рівень  синтезу  етилену  характерний  також  для меристематичних тканин - зон клітинного ділення. Це поки важко пояснити. Синтез етилену в рослинах викликають високі концентрації ауксину, що відбувається на рівні індукції генів АЦК-синтази. Синтезований етилен пригнічує реакції, викликані ауксином. Наприклад, в певному діапазоні концентрацій ауксин активує зростання кореня. Їх перевищення індукує синтез етилену, який пригнічує ріст кореня. Таким чином, етилен бере участь в контролі рослиною дії ауксину за принципом зворотного зв'язку. Етилен виконує таку ж роль і в реакціях рослин на високі концентрації цитокінінів. Фізіологічні ефекти етилену: стимулює розкривання квітів, пригнічує ріст у фазі розтягування клітин, прискорює дозрівання плодів, прискорює старіння і 21  \fопадання листя та плодів. Як показано в дослідах Д.Н. Нелюбова, етилен пригнічує зростання стебла в довжину и викликає його потовщення. Це відбувається за рахунок зміни направлення зростання клітин стебла, що відповідає зміні орієнтації елементів цитоскелету. Вплив етилену на вирощені на світлі рослини не менш дивовижні. У багатьох рослин, таких, як картопля і томати, етилен викликає різко виражену епінастію (згинання вниз) листя, що пояснюється латеральним набуханням клітин на верхній стороні основи черешка і середньої жилки листа. Іноді на стеблі розвивається велике число додаткових коренів, що обумовлено активацією клітинного ділення в камбії. Ці групи клітин організовуються в кореневу меристему, з якої потім на стеблі формується корінь. Таким чином, етилен не тільки перешкоджає розтягуванню клітин і нормальної геотропічній орієнтації рослини, але, викликає також латеральне набухання клітин і впливає на клітинний розподіл. Етилен активізує раневую перидерму. Утворюється корковий камбій, який формує корок, що відокремлює здорову (живу) тканину від хворої (мертвої). Під час нападу комах і кліщів виділяється етилен, у основі листа активізується перидерма, відбувається локальний «листопад»: пошкоджений лист опадає на землю разом зі шкідником. Шанси знову дістатися до крони у шкідників зменшуються. При регуляції ряду фізіологічних процесів він діє спільно з абсцизовою кислотою. Абсцизову кислоту (АБК) було відкрито в 60-ті роки ХХ століття кількома незалежними групами. Вона широко розповсюджена у багатьох видів рослин. Це представник групи гормональної природи. АБК синтезується в листі, бруньках, насінні, плодах, транспортується по флоемі і ксилемі. Зі слабо вираженою безіпетальною полярністю АБК транспортується і по клітинах паренхіми [202, 205, 201]. АБК спричиняє закриття продихів, пригнічує ріст пагонів, індукує синтез запасних білків у насінні та підтримує стан спокою у насінні, викликає факти  22  \fпротилежної дії гібереліну на синтез с-амілази в проростаючому насінні, при пораненні індукує транскрипцію генів [78]. У рослинному організмі механізм дії АБК різноманітний. Тому ефект АБК можуть поділятись на молекулярному, клітинному, тканинному і на рівні усього організму рослини [201–202, 205]. Брасиностероїди. Важливу роль у регуляції процесів росту та розмноження тварин відіграють стероїдні гормони. В клітинах рослин виявлено аналогічні сполуки, тому вони й отримали назву брасиностероїди і належать до класу тритерпеноїдів. Брасиностероїди є важливими регуляторами, вони як ауксини стимулюють ріст відрізків міжвузля плодових проростків. Встановлено, що брасиностероїди є головним гормоном, який контролює роботу решти фітогормонів. На рівні клітини брасиностероїди впливають на такого собі посередника, який взаємодіє з молекулою ДНК, завдяки чому починається експресія, тобто синтез певних речовин всередині клітини – ферментів, ензимів тощо. Таким чином відбувається вплив на життєдіяльність рослини. Зокрема, на такі чинники: стресостійкість (до спеки, холоду, посухи), ріст рослин, подовження коренів, фотосинтез, синтез білку\/нуклеїнової кислоти, стійкість до хвороби, активність клітинної мембрани, проростання насіння, кущення, утворення продихів. Брасиностероїди відіграють важливу роль у процесах диференціації судин вищих рослин. Від них залежить формування пильцевих трубок при проростанні пилку. У мутантів, дефіцитних на гібереліни, брасиностероїди здатні виправляти «дефекти», зумовлені порушеннями у синтезі гібереліну. Брасиностероїди усували спокій спричинений АБК та стимулювали проростання насіння [78]. Нині ґрунтовно досліджено основні класи фітогормонів – ауксини, цитокініни, гібереліни, етилен та асцизову кислоту [154–155, 189]. Значно менше – брасиностероїди та жасмінову кислоту.  23  \f1.2. Фізико-хімічні  властивості  органо-мінеральних  добрив  і  регуляторів росту рослин Кожний живий організм синтезує речовини, які регулюють його ріст. У рослин такі речовини називають фітогормонами. Фітогормони відносно прості, вони мають невелику молекулярну масу від 28 (етилен) до 346 (гіберелова кислота). Особливо їх кількість зросла за останні два-три роки. Останні 20 років значно зріс як науковий, так і праткичний інтерес до вивчення різних регуляторів росту (пестицидів, фунгіцидів, гербіцидів, ретардантів). Велику увагу приділяють вивченню механізмів взаємодії на молекулярному рівні, створення більш ефективних і безпечних гербіцидів, фунгіцидів і пестицидів [38–39, 116, 118– 0, 138, 145, 154-157, 164]. Пізнання дії механізмів цих препаратів, а для наших досліджень регуляторів росту необхідне для розв’язання глобальної проблеми – збільшення продуктів харчування. Важливим у підвищенні врожайності сільськогосподарських культур є впровадження у виробництво РРР, діючої основою яких є фітогормони, вітаміни, гумінові кислоти та інші фізіологічно активні речовини. Механізм дії регуляторів росту пов’язують з перебудовою гормонального балансу в клітинах оброблених рослин. Діючі речовини препаратів дуже різноманітні, дія їх га рослини значно відрізняється. Тонкі механізми впливу регуляторів росту на рослинний організм досліджено не достатньо [166, 175, 186188]. У рослинних тканинах фітогормони перебувають у стані фізіологічної активності. Чутливість клітин залежить від концентрації фітогормонів і фаз розвитку клітин. Міняючи концентрацію фітогормонів можна регулювати швидкість проходження клітинами певних фаз розвитку. Фітогормони  забезпечують  функціональну  цілісність  рослинного  організму, здійснюють координацію фізіологічних і морфо-генетичних функцій організму. Зміна концентрації одного з фітогормонів призводить до зміни вмісту інших гормонів. Рістрегулятори активізують основні процеси життєдіяльності рослин, сприяють підвищенню біологічної та тагосподарської ефективності  24  \fрослинництва – мембранні процеси, поділ клітин, ферментні системи, фотосинтез, процес дихання і живлення. При використанні регуляторів росту в зоні росту активізується розвиток багатьох  екологотрофічних  груп  мікроорганізмів,  а  також  процеси  новоутворення гумусових сполук [87, 147, 154]. Дослідження на клітинному і молекулярному рівнях було встановлено, що підвищення морозостійкості рослин пов’язано із збільшенням у клітинах під дією регуляторів росту рослин частки зв’язаної води, вмісту вуглеводів і білків, які підтримують структурну і функціональну організацію рослин, підвищують температуру переходу цитоплазми з рідкого в твердий стан. Суть змін у тому, що є опосередкована регуляторна дія фітогормонів на передачу генетичної інформації в клітинах, індукований біосинтез білків, що прискорює розвиток рослин, активізацію росту, перерозподіл поживних речовин, і як наслідок, забезпечення якості і урожайності сільськогосподарських культур [136, 138, 140, 188]. Концентрація ендогенних фітогормонів у клітині постійно змінюється, вони перебувають у динамічному співвідношенні, підтриманому завдяки їх синтезу, розпадання і транспортування. Характерною особливістю цієї рівноваги є надзвичайна рухливість і чутливість до зовнішньої взаємодії [ 9]. На вміст фітогормонів та їх рівновагу значною мірою впливають зовнішні фактори: температура  навколишнього  середовища,  важкі  метали,  пестициди,  електромагнітне випромінювання, пошкодження шкідниками і хворобами. Таким чином рослина адаптується до зовнішньої взаємодії. При цьому дуже швидко змінюється співвідношення фітогормонів і цю зміну вже можна помітити упродовж першої години взаємодії на рослину. Це дало можливість створювати нові регулятори росту рослин, що ефективно працюють за низької концентрації діючих речовин. Створені біостимулятори мають низьку унікальних якостей, які значною мірою пояснюють їх високу рістрегулюючу активність [140, 152, 187, 190]. Ось наприклад, за свідченнями наукових та виробничих досліджень, за ефективністю норма внесення біостмуляторів на 25  \fодин гектар прирівнюється до дії добрив на рівні NPK по 30–40 кг\/га. Тому потреба в добривах зменшується на 20% [74, 140]. Механізм дії регуляторів нині пов’язують з передумовою гормонального балансу в клітинах оброблених рослин. Дія їх на рослини значно відрізняється адже діючі речовини цих препаратів різноманітні. Виявили вплив ауксинів, гіберелінів і АБК на фони насоси зовнішніх клітин мембран [100, 102]. В оброблених ОМД і РРР рослинах значно активізуються життєві процеси, значно збільшується і розгладжується коренева система, завдяки чому рослини ефективніше використовують елементи живлення, в тому числі і малорозчинні сполуки фосфорних кислот та фосфати з ґрунту. Цитокініни, ауксини, гібереліни, АБК підвищують стійкість рослин до посухи, регулюють водообмін, ріст і транспортування асимілянтів. Згідно з літературними джерелами і іншими дослідженнями всі РРР і ОМД, що вивчали, збільшували масу коренів рослин (у т.ч. і суху) і зменшували співвідношення між надземною масою і масою коренів, що в свою чергу, сприяло підвищенню росту рослин в умовах дефіциту вологи. Збільшення врожаю та накопичення сухих речовин можна пояснити тим, що регулятори росту мають цитокінінову активність, підвищують процеси фотосинтезу. В умовах недостатньої вологості ґрунту стимулятори росту рослин сприяли кращому надходженню елементів мінерального живлення в надземні органи і стабілізації зав’язків між корінням і надземною масою. В результаті повніше забезпечуються надземні органи елементами мінерального живлення. За даними Інституту захисту рослин протруєння насіння пестицидами разом із стимуляторами росту сприяє кращому виживанню рослин у критичні періоди, зменшенню фітотоксичної дії пестицидів. За фітосанітарної обробки рослин проти хвороб і шкідників і з застосуванням стимуляторів (регуляторів) росту  з  пестицидами  найефективнішим  є  одночасне  використання  біостимуляторів росту і засобів захисту рослин дає змогу зменшити фітотоксичну дію пестицидів – пестициде навантаження.  При цьому  рекомендується знизити норми витрат пестицидів на 20–30 % [64, 166]. 26  \fМеханізм дії стимуляторів (регуляторів) росту рослин пояснюється швидким проникненням їх через мембрану у клітину. Регулятори росту при цьому утворюють комплекси з проміжними білками, можливо рецепторами фітогормонів. Ці комплекси підвищують доступність для синтезу РНКполімераз, регулятори росту водночас прискорюють у клітинах процеси трансляції поділу клітин. У результаті відбувається прискорення всіх ростових процесів у рослинах [8, 20].  1.3.  Теоретичні основи застосування біологічно активних речовин у  рослинництві У живій клітині наявна система суворої координації і саморегулювання. Ця система вдосконалювалась у процесі еволюції. Швидка реакція на зміни свідчить про наявність в організмах систем саморегуляції. Змінюються процеси біосинтезу білків-ферментів та їх активність. Часто взаємодіють не один, а кілька ферментів. Нині десятки біологічно активних речовин (БАР) широко впроваджуються у сільськогосподарське виробництво. Часто єдиним унікальним способом вирішення низки прикладних питань є БАР. Біологічно активні речовини діляться на природні (ендогенні) і синтетичні (отримані хімічним синтезом), але фітогормони і є найбільш біологічно активними. Оптимальної  продуктивності  рослин  можна  досягти  комплексом  фітогормонів. Аналіз стимулювання у сільському господарстві БАР на великих площах і об’ємах свідчить, що застосовуються не ендогенні з’єднання, а отримані синтетичним шляхом [154]. В Україні БАР застосовують ще не достатньо. В своїх роботах Ф.Л. Калінін показує застосування БАР для вирішення конкретних завдань у рослинництві та фізико-хімічні механізми їх дії. Ґрунтовно досліджено п’ять основних класів фітогормонів – ауксини, цитокініни, гібереліни, етилен та асцизова кислота. Значно менше жасминову кислоту та брасиностероїди. Жасминову кислоту відносять до стресових  27  \fгормонів [184–188, 189]. Питання про специфічність впливу кожного препарату можна вирішити лише враховуючи взаємодію фітогормонів між собою. Аналізуючи теоретичні і практичні досягнення можна сформулювати загальну концепцію дії фітогормонів – вони беруть участь у рості та розвитку рослинних організмів. Реалізація генетичної інформації, характерної для рослин – основа формування врожаю. Визначають БАР формування морфогенез, розвиток і продуктивність рослин. Останні переводять інформацію в активний стан. Тому виникає можливість замінити метаболізм рослин, різко підвищити їх продуктивність. В онтогенезі рослинна клітина проходить низку важливих фаз, у т.ч. і систему саморегуляції. Це спричинює структурні і метаболічні перебудови, зміни фізіологічного стану клітини. Фітогормони та інші БАР контролюють головні регуляторні механізми клітин, головні метаболічні шляхи. БАР є важливим засобом підвищення рівня продуктивності рослин. Інтерес до БАР як засобів підвищення продуктивності буде зростати дедалі більше. Ця група хімічних з’єднань з біологічною активністю  стане  вирішальним  фактором  підвищення  урожайності  сільськогосподарських культур, а також поліпшення якості отриманої продукції та її зберігання. Можливо, що в багатьох випадках БАР у рослинництві відіграватимуть більшу роль, ніж мінеральні добрива [164, 189]. Увівши синтетичні БАР у рослину ми можемо змінювати, управляти природними ендогенними системами авторегуляції. Це дає змогу розробляти нові технології підвищення продуктивності рослин. Застосування біологічно активних речовин у рослинництві дозволяє прогнозувати урожай, його якість, і це одне із значних досягнень у сільському господарстві. Метаболізм гормонів рослин (фітогормонів). Основна властивість фітогормонів – здатність синтезувати в малій кількості з продуктів фотосинтезу і гліколізу. Так, індольні ауксини утворюються з триптофану, фенольні ауксини  28  \fта інгібітори – з фенілаланіну, абсцизова кислота і гіберелін – із меваванта, цитокініни – з аденіна і ізопентенплата, етилен – з метіоніну. У вищих рослин існують спеціальні «еволюційно молоді» механізми, що регулюють біосинтез індолів. Мабуть ці фактори у вищих рослин перетворюють ІУК з інертного метаболіту на фітогормон, що накопичується у малих кількостях і легко піддається зв’язуванню та інактивації. У вищих рослин існує добре розвинута система, що блокує подальше метаболічне перетворення цих продуктів та їх фізіологічні функції [130]. Гібереліни належать до сполуки класу тетрациклічних дитерпеноїдів і тому початкові стадії їх біосинтезу є загальними для синтезу полізопреноїдів. На відміну від індолів, гібереліни інактивуються шляхом трансформації молекули біологічно активного утворення гіберелінів. Ауксини виступають як фактор, що формує не просто тканину систему, але і як систему транспортування поживних речовин, що диференціюються в калусній моделі. Ефект ауксину і гібереліну проявляється при дії на камбіальну активність пагона який росте. Гібереліни, ауксини, цитокініни і АБК впливають на роботу генетичних систем, що регулюють видовження клітин, проростання насіння, розвиток протонеми. У багатьох випадках ця інформація свідчить, що визначений клас гормонів бере участь у процесах, пов’язаних з розвитком. Таким чином, біохімія гормонів рослин має такі етапи перетворення і функціонування в рослинах: біосинтез, транспортування, зв’язування з рецепторами, вплив на експресію генома. Регулятори росту при стресі. Т.Н. Пустовойтовою у 1967 р. було виявлено явище, коли при в’яненні листя абрикоса різко збільшувався рівень АБК. У 1986 р. це підтвердив і С. Райт. За інших несприятливих факторів зовнішньої дії зростає вміст АБК (підвищеній чи пониженій температурі, дефіциті чи надлишку поживних речовин, інфекції, механічних пошкодженнях) [110, 116,  1, 132, 134,141, 185, 188].  29  \fПри стресах ауксини, гібереліни, цитокініни впливають на процеси, що відбуваються у рослині. АБК часто називають стресовим фітогормоном. Протидіяти посухам сприяла здатність ізольованих листків екзогенна АБК при помірному водному дефіциті. Зовнішні умови можуть впливати на характер метаболізму  АБК.  Ендогенна  АБК  справляє  позитивний  вплив  на  транспортування поживних речовин. За дослідженнями автора, у рослинах існує два гормональних механізми, які регулюють водний статус. Один з них регулює ширину дотичної щілини, а другий водну провідність кореня. Збільшення вмісту АБК у рослині відбувається завдяки біосинтезу. Фітогормони брасиноїди здатні підвищувати стійкість рослин щодо несприятливих зовнішніх факторів. На процеси росту й розвитку позитивно впливають  регулятори  (стимулятори)  росту.  Вони  здатні  діяти  як  високоефективні екзогенні протектори в різних стресових ситуаціях і несприятливих умовах вирощування. Зростає вміст АБК у рослинних тканинах і за інших несприятливих умов зовнішнього середовища – залишку солей, підвищеної і зниженої температури, дефіциту (чи лишку) поживних речовин, інфекції, механічних пошкоджень, опромінення і т.д. [ 1, 141, 188]. Інші гормони – ауксини, гібереліни і особливо цитокініни також можуть втрачатись у процесах, що відбуваються в рослині, яка перебуває в стресовому стані. Це найхарактерніше для АБК, за що її часто називають стресовим гормоном. Фізіологічну роль АБК найдетальніше досліджено під дією стресу, спричиненого водним дефіцитом. Екзогенна АБК посилювала здатність ізольованих листків протидіяти посусі при помірному водному дефіциті. Порівняння дії екзогенної і ендогенної АБК на провідність, швидкість трансформації, урожайність показало схожість за всіма параметрами розвитку рослин та їх продуктивністю. Зміна вмісту АБК у рослинах під дією стресу може бути зумовлена не тільки біосинтезом гормону de novo, але і пов’язана з характером його катаболізму і кон’югування. 30  \fЗ іншого боку, є дані, що збільшення вмісту АБК у рослинах, що потрапили під дію стресу, може бути пов’язано з інгібуванням катаболізму цього гормону. Отже, зовнішні умови можуть впливати на характер метаболізму АБК, підсилюючи чи затримуючи перебіг катаболізму. Водночас, за даними Зіварта, збільшення вільної АБК у листках рослин відбувається в результаті синтезу de novo, а не звільнення із зв’язаної форми. Отримані результати показують, що ендогенна АБК, яка переміщує із апікальної бруньки чи утворюється під впливом осмотичного стресу, позитивно впливає на транспортування поживних речовин. Вміст АБК у рослині збільшується в результаті біосинтезу de novo, при чому під дією стресу змінюється характер метаболізму гормону. На ранніх етапах стресу вміст АБК в клітинах-мішенях може збільшуватися в результаті перерозподілу уже існуючого пула гормону. 1.4. Стан та перспективи застосування органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин Чільне місце у розв’язанні економічних, екологічних і соціальних проблем посідає аграрна галузь. Ріст населення постійно вимагає збільшення продуктів харчування,  збільшення  валових  зборів,  підвищення  врожаю  сільськогосподарських культур, покращення якості продукції. Тобто добробут і життя населення не лише нашої держави, як нині так і в перспективі залежить від стану аграрної галузі, від конкретних умов, можливостей і рівня землеробства [1, 2]. Будь-яке суспільство не зможе нормально функціонувати, якщо не матиме розвинутого аграрного сектору і достатньої кількості продовольства для забезпечення населення. Аграрна галузь завжди посідала і посідає провідне місце в розв’язанні економічних, екологічних і соціальних проблем. Адже від стану аграрної галузі значною мірою залежить добробут і умови життя нинішнього і прийдешніх поколінь. Кожна країна має право здійснювати свою аграрну політику, виходячи 31  \fз конкретних економічних і технологічних можливостей, рівнів землеробства, історичних традицій та ін. В Україні головним ресурсним потенціалом є земля. Тому в історії України не тільки нині, а й з найдавніших часів аграрне питання завжди було актуальним і складним [3, 13, 25–30]. Велике занепокоєння викликає стан земельних ресурсів України у зв'язку з прискореним падінням родючості ґрунтів, зменшенням вмісту гумусу і поживних речовин, посиленням деградаційних процесів. А внесення поживних речовин не компенсує виносу – не дотримується основний закон землеробства. Ґрунти втрачають продуктивність, якість продукції падає, а затрати на виробництво зростають. Охорона та відтворення родючості грунтів, їх захист є дуже непростим, але вкрай важливим у сучасних складних умовах господарювання. Підвищення урожайності сільськогосподарських культур, поліпшення якості продукції значною мірою залежить від рівня забезпечення ґрунту елементами живлення. Раціональне використання добрив сприяє покращенню родючості ґрунту і створює сприятливі умови для росту та розвитку рослин. Внесення добрив є основним фактором, який визначає нагромадження поживних речовин у ґрунті та їхнє використання в процесі формування врожаю [29, 60, 64]. Внесення необхідної кількості добрив та вапнування кислих ґрунтів поліпшують фізикохімічні властивості ґрунтів, сприяють нагромадженню поживних речовин. При науково обгрунтованому застосуванні мінеральних добрив можна одержати значний приріст урожаю сільськогосподарських культур. Зі збільшенням норм внесення добрив зростає урожайність [64, 70, 98]. Ефективність використання добрив залежить від ґрунтово-кліматичних умов, особливостей погоди кожного вегетаційного сезону, рівня агротехніки, особливостей вирощування культур, системи меліоративних робіт та засобів захисту.  Розробку  комплексу  агротехнічних  заходів  слід  здійснювати  диференційовано до конкретних природно-кліматичних умов. Органо-мінеральні добрива поліпшують живлення рослин не тільки фосфором і азотом, але й мікроелементами, забезпечують одержання високих 32  \fврожаїв та поліпшують якість продукції. При застосуванні ОМД слід враховувати забезпеченість ґрунту доступними формами поживних елементів та інші  ґрунтово-кліматичні  фактори,  а  також  особливості  живлення культур [66,68,69]. Провідними країнами як важливий захід підвищення урожайності с.-г. культур визнається підживлення органо-мінеральними добривами, що містять мікроелементи у хелатній формі. Рідке комплексне добриво Реаком плюс краще використовувати для позакореневого підживлення у дозі 4 л\/га. При цьому збільшується маса качана, вихід зерна з нього та маса 1000 зерен на 3–7 %, отже формується найбільша урожайність зерна кукурудзи. Сумісне застосування Реакому разом з інсектицидами і фунгіцидами допомагає рослинам краще перенести стрес після обробки їх хімікатами, норму протруйника при цьому скорочують на 25–30 % від рекомендованої. Реаком позитивно впливає на формування врожайності кукурудзи, ячменю, пшениці, соняшнику,  буряку,  овочевих  культур.  Реаком  значно  перевищує  за  ефективністю аналогічні імпортні препарати [88]. Основною властивістю ґрунту є його родючість. Під родючістю ґрунту вчені розуміють його здатність тією чи іншою мірою задовольняти рослини земними факторами життя, здатність ґрунту на основі його фізичних, хімічних, фізико-хімічних і біологічних властивостей служити для культурних рослин середовищем  життя,  створювати  умови  для  індустріального  ведення  виробництва [17–19, 8– 9,143,144]. Збільшення населення постійно вимагає розробок нових способів, технологій збільшення врожайності найважливіших сільськогосподарських культур. Вирішення цього завдання на сучасному етапі неможливе без широкого застосування стимуляторів росту рослин. Виходячи з цього, Продовольча і Сільськогосподарська організації при ООН ще в 1973 р. схвалили й рекомендували використання регуляторів росту у всесвітньому масштабі для збільшення виробництва сільськогосподарської продукції.  33  \fУ рослині комплекс регуляторів росту підтримується в кількісному і якісному співвідношенні на певному рівні, необхідному для керування її ростом, розвитком, продуктивністю. Цей комплекс впливає на швидкість росту. Кількісний та якісний склад стимуляторів залежить від умов вирощування та навколишнього середовища. Дії зовнішнього фактора сприймаються певними органами, так званими сенсорними зонами рослини, і зумовлюють біосинтез того чи іншого стимулятора росту, фітогормону. Наприклад, верхівка проростка злаків під дією певного світла (синьої частини його спектра) утворює ауксин, який потім, пересуваючись по стеблу, взаємодіє із специфічними білкамирецепторами, спричинює диференційовану активність генів, які керують поділом клітини, ростом і розвитком рослини [188, 203]. Важлива роль в управлінні життєвими процесами в організмі клітини належить ендогенним фізіологічно активним речовинам (фітогормонам). Вивчення цих сполук почали з 20 років ХХ ст., коли було розкрито структуру виділених з рослин стимулюючих речовин і показано перспективу їх використання для управління ростом і розвитком рослин при екзогенній обробці [199, 203–205]. Фітогармони – це важливі сполуки, представники ендогенних регуляторів росту. Вони в дуже малих дозах спричиняють взаємодію клітин, тканин, органів, виконують роль фізіологічних процесів (ділення, ріст і розвиток клитин, стан спокою та ін.) [95, 103]. Фітогормони різні за хімічною будовою. Вони відіграють важливу роль при дії зовнішніх факторів. Фітогармони синтезуються в рослинах у дуже малих кількостях з первинних продуктів фотосинтезу і гліколізу. Індольні сполуки утворюються з триптофану, фенольні ауксини та інгібітори росту – з фенілаланіну, асцизова кислота. Фітогармони виробляються в рослинах у певних клітинах, тканинах і рухаються за відповідними мишенями, спричинюючи в них численні специфічні ефекти і виконуючи регуляторну функцію в процесах росту і розвитку рослин. Важливішою особливістю функціонування фітогормонів є, з одного боку, висока специфічність, що визначає незалежність їх взаємодії на фізіологічні 34  \fпроцеси, з іншого – взаємодія одночасної чи суворо послідовної реалізації активності стимуляторів та інгібіторів метаболізму в загальній системі забезпечує погодженість і функціональну цілісність рослинного організму [95, 85, 188, 205]. Аналіз стану використання в сільському господарстві різноманітних біологічно активних сполук показує, що на великих площах у великих обсягах застосовують у всьому світі не ендогенні сполуки, а синтетичні. Це питання надзвичайно важливе і його вирішення та розробка можуть орієнтувати на спрямований пошук нових стимуляторів росту. Багато сполук, одержаних у процесі органічного синтезу, характеризуються високою фітотоксичністю і в невеликих дозах вибірково діють на певну групу рослин. Іноді активність синтетичних речовин визначається не прямим їх впливом на життєво важливий процес, а його блокуванням або стимуляцією. Активація, гальмування або летальна дія в цих випадках зумовлені пригніченням або активацією процесів утворення того чи іншого гормону [93, 202, 205]. Стимулятори росту є одним з важливих засобів збільшення врожаїв, поліпшення їх якості і зберігання. Можна стверджувати, що в найближчі десятиріччя вони матимуть не менше значення у виробництві, ніж мінеральні добрива та засоби захисту рослин. Без застосування стимуляторів росту неможливо буде широкомасштабно втілити у виробництво низку інтенсивних енергозберігаючих технологій  вирощування  найважливіших сільськогос-  подарських культур. Щоб одержати високі врожаї сільськогосподарських культур за сучасних технлогій, необхідно створити оптимальні умови живлення рослин та надійного їх захисту від бур’янів, хвороб і шкідників. Одним із резервів підвищення урожайності і якості продукції рослинництва поряд із селекційно-генетичними і біотехнологічними методами є використання регуляторів росту рослин [103,  2, 133, 139]. У підвищенні продуктивності сільськогосподарських культур велика роль належить  регуляторам  (стимуляторам) 35  росту  рослин.  Застосування  їх  \fспрямовано регулювати найважливіші процеси в рослинному організмі. Найактивніше реалізувати потенційні можливості сорту, закладені в геномі природою та селекцією. Підвищення стійкості рослин до несприятливих факторів середовища: нестачі вологи, високих та низьких температур, фітотоксичної дії пестицидів, пошкодження шкідниками і хворобами є важливим фактором сьогодення [61–75,  8, 130]. Завдяки особливостям структури і теплового руху молекул регулятори (стимулятори) легко проходять крізь напівпроникні мембрани клітин рослин, змінюють їх склад та підвищують урожайність. Це прискорює транспортні процеси, що підсилює надходження в клітини метаболітів та елементів живлення [103, 137, 149]. Більшість вчених під регуляторами (стимуляторами) росту розуміють природні та синтетичні речовини із значною біологічною активністю, які у малих дозах змінюють біохімічні і фізіологічні процеси, ріст, розвиток рослин, формування урожаю, не спричиняючи токсичної дії, які при внесенні на насіння чи рослину включаються в обмін речовин, активізують фізіолого-біохімічні процеси, підвищують життєдіяльність рослин. Здебільшого регулятори росту є кислотами, солями та ефірами. В основі структурної молекулярної будови лежить ланцюг вуглецевих атомів. Досліджуючи різнобічний ефект від застосування нових регуляторів росту на посівах соняшнику Л.А. Литвин і Г.Е. Боровикова дійшли висновку, що регулятори росту нового покоління є препаратами широкої системної дії [102]. Проникаючи швидко крізь мембрани клітин, вони активізують процеси біосинтезу РНК та білка, дихання, фотосинтезу, мінерального живлення та обміну речовин. Рослини при цьому утворюють потужну кореневу систему, більшу надземну масу, площу листової поверхні, збільшують стійкість до хвороб та шкідників. За сучасного складного економічного стану використання нових РРР можна вважати одним з найдешевших, економічно найдоступніших і високоефективних резервів підвищення врожайності та олійності соняшнику. Автори довели, що на посівах соняшнику біостимулятори можна вносити разом 36  \fз пестицидами при протруюванні насіння та обприскуванні посівів гербіцидами проти бур’янів. За підрахунками авторів витрати на придбання та внесення нових регуляторів росту перекриваються прибутками від додаткового підвищення врожайності та олійності соняшнику в десятки разів. За даними А.О.Шевченка передпосівна обробка насіння та обприскування посівів пшениці озимої РРР впливає на основні фізіологічні процеси культури та значно поліпшує  умови для її перезимівлі. Польова схожість насіння при  передпосівному застосуванні РРР зростала на 5%. У дослідах Чернігівського ІАПВ  під  впливом  біостимуляторів  кількість  продуктивних  стебел  збільшувалась на 16,1–17,1%. На Полтавській дослідній станції після застосування біостимуляторів абсолютна маса 1000 зерен збільшилась на 1,11,7% при масі на контролі 460 г. У цих та інших дослідженнях відмічено, що нові препарати істотно підвищують стійкість пшениці до ураження основними хворобами, зокрема кореневими гнилями, іржою та ін [ 169]. За даними Інституту захисту рослин НААН при обробці насіння пшениці біостимулятори росту в поєднанні з протруєнням, дози протруюючих препаратів можна зменшити на 30% без зниження їх захисного ефекту. Це дає змогу заощаджувати значні суми коштів на придбання пестицидів. За даними наукових установ у різних регіонах країни нові регулятори Емістим С і Агростимулін при дозах 10–15 мл\/т насіння сприяли підвищенню урожайності пшениці озимої на 0,7–0,8 т\/га. В умовах менш сприятливих для пшениці озимої років урожай зерна підвищувався на 20,4–22,5%. В інших господарствах при застосуванні Емістиму С отримали прибавки урожаю пшениці озимої 0,5–0,6 т\/га. Автори відповідають на запитання в чому секрет такого значного впливу мізерних доз бостимуляторів на ріст, розвиток та продуктивність пшениці озимої. У тому, що вони підвищують рівень життєдіяльності рослинних організмів, їх стійкість до несприятливих факторів зовнішнього середовища.  37  \fПід впливом біостимуляторів істотно посилюються процеси дихання, живлення та фотосинтезу, зростає вміст хлорофілу в листі. Це можна помітити навіть візуально за темнішим забарвленням рослин. А.О.Шевченко і Л.А.Анішин стверджують, що нові регулятори росту – це сьогоднішній допінг для рослин, який дає можливість значно поліпшувати їх стійкість до несприятливих умов перезимівлі, посухи, збудників хвороб та підвищувати продуктивність [18– 19, 169]. Біостимулятори, за даними більшості наукових установ, сприяють істотному поліпшенню якості вирощеної продукції [16–19]. Застосування біостимуляторів вирізняло насіння пшениці більшою абсолютною масою і вищими показниками схожості та енергії проростання. За даними досліджень Г.С.Боровикової та ін. рослини, оброблені регуляторами росту (Емістим, Агростимулін) за станом фотосинтетичних пігментів, кількістю продихів листка – перевершують контрольні, особливо в умовах, несприятливих для росту і розвитку пшениці. Досліджувані препарати збільшували загальний врожай зерна та його якість. Отримані дані досліджень свідчать про антистресову активність, адже їх дія найактивніше проявилась на адаптивні параметри рослин у рік з несприятливими умовами вегетації [50]. Поряд з підвищенням урожайності та якості зерна важливим чинником дії регуляторів росту є посилення стійкості рослин до несприятливих факторів середовища: нестачі вологи, високих і низьких температур, фітотоксичної дії пестицидів, ураження шкідниками і хворобами тощо. Обробка посівів регуляторами росту рослин підсилює розвиток листової поверхні та генеративних органів, збільшує кількість зерен у колосі та їх масу, сприяє підвищенню вмісту білків та клейковини, покращує класність зерна [358, 362]. Ефективність регуляторів росту залежить від сорту сільськогосподарської культури, способу застосування і погодних умов. Застосування ОМД і РРР як елементу технологій, є доцільним і економічно вигідним, оскільки вартість одержаних надбавок набагато перевищує вартість препаратів, необхідних для обробки 1 т насіння або 1 га. Перспективним у 38  \fпідвищенні продуктивності ланів є створеня комплексних препаратів, що поєднують властивості регуляторів росту, елементів живлення і засобів стійкості рослин щодо стресових факторів. Дослідженнями З.М. Грицаєнко, нашими дослідження і дослідженнями інших авторів встановлено, що під дією регуляторів росту рослин на клітинному і молекулярному рівнях підвищення морозостійкості рослин пов'язано із збільшенням у клітинах частки зв'язаної води, вмісту вуглеводів і білків, які підтримують структуру і функціональну організацію рослин [104–106]. Обробка посівів сої «Емістимом С» значно стимулює ріст стебла, формування надземної маси, листової і кореневої площі, кількості бобів на рослинах сої. Позитивно впливає «Емістим С» на збільшення вмісту цукру у листках на 15,6%, аскорбінової кислоти – на 14,3%, хлорофілу а – на 41,5%, хлорофілу – на 85,3%, основних каротиноїдів – на 37,3% щодо контролю. Регулятори росту та гербіциди, застосовані разом, підвищують величину продуктивності фотосинтезу рослин [104–109]. Аналоги «Івіну» і він сам дуже чутливі до повільних коливань механічних, електричних та магнітних полів, інфразвуку. «Івін», завдяки унікальним особливостям структури молекул, легко проходить крізь мембрани рослинних клітин, змінює їх склад, підвищує проникність, що прискорює процеси транспортування, а отже прискорює і підсилює живлення та прискорює синтез РНК і білків. Спостерігається аналогічний ефект і за внесення препарату у поживний розчин. Проникність при цьому мембран клітин коренів для росту клейковини і водню збільшується в 10–20 разів. Посиленим утворенням бічних корінців, розвитком кореневих волосків, значним насиченням маси кореня і меншою мірою надземної маси [104–109]. Використання ОМД і РРР для передпосівної обробки насіння і обприскування посівів пшениці озимої та інших культур сприяло не лише істотному підвищенню врожайності, в т.ч. за несприятливих кліматичних умов та стресів, а й поліпшенню екологічного стану агробіоценозів та довкілля.  39  \fЗастосування РРР для передпосівної обробки насіння і обприскування вегетуючих рослин томатів, за даними Г.С. Боровикової та ін., сприяло збільшенню схожості насіння на  –16%, кращому розвитку рослин, прискоренню дозрівання плодів на 7–9 діб, підвищенню урожайності на 20–24%, покращенню якості продукції [50]. Відмічено позитивну дію «Емістиму С» і «Івіна» при використанні їх для передпосівної обробки насіння та обприскування рослин цибулі, моркви, капусти, огірків і кабачків. Препарати на основі фізіологічно активних природних сполук, що поєднують  елементи  живлення,  екологічно  безпечні  засоби  захисту,  мікробіологічні препарати, дають можливість отримувати високі врожаї з одночасним вирішенням проблем оздоровлення довкілля шляхом зниження пестицидного навантаження [17–18, 51, 59, 82, 95, 101, 166, 185–189, 190–204]. Важливим  також  є  створення  мікробіологічних  препаратів,  що  забезпечують рослини біологічним азотом, пригнічують ріст патогенних грибів та підвищують урожайність [87, 89]. Бактерії мікробних препаратів позитивно впливають на доступність важкорозчинних фосфатів ґрунту. В інокульованих рослинах за дослідженнями В.П Патики, В.В Волкогона, О.В. Шерстобоєвої та ін. продукція має низький рівень нітратів в результаті залучення до активного синтезу амінокислот і білків та має вищий вміст амінокислот і білків [44–46,  7–  9. 170–171]. Біопрепарати позитивно впливають на розвиток рослин, бактеризоване насіння енергійніше проростає, інтенсивність фотосинтезу і хлоропластогенезу підвищується. Достоменно зростає в дослідженнях авторів площа асиміляційної поверхні досліджуваних культур, вміст пігментів у них. В результаті застосування біопрепаратів підвищується вміст фотосинтетичних пігментів у листі. На ріст, розвиток та зв’язування атмосферного азоту активно впливають мікробіологічні препарати. Ростові речовини (ауксини, цитокініни, гібереліни та фенольні сполуки) посідають особливе місце в регуляції взаємовідносин бобових рослин та бульбочкових бактерій [86–90]. Ауксин, разом з іншими 40  \fфітогормонами, (наприклад, цитокінінами) діє на симбіотичні взаємовідносини бобових рослин та бульбочкових бактерій не ізольовано, а разом з іншими фітогормонами. Ауксини та цитокініни діють на поділ клітин кори кореня комплексно [53, 66]. У бульбочках бобових наявні фенол карбонові кислоти, флавоноїди, а в коренях інокульованих рослин накопичуються кумаринів. У процесі формування врожаїв сільськогосподарських культур мікробні препарати відіграють дедалі більшу роль [11,  , 105, 152, 159]. На основі штаму Azotobacter chroococ у біологізації землеробства широко впроваджуються азотні бактеріальні добрива, а на основі Baccillus muciluginosus – фосфорні. Проведені на посівах картоплі дослідження свідчать, що бактеріальні добрива збагачують ґрунт біологічним азотом і мобілізують недоступний рослинам фосфор, пригнічують збудників хвороб, сприяють зростанню врожайності культур за вартості біодобрива у 5 разів нижчої за мінеральні. Обробка кондиційного насіння регуляторами росту позитивно впливає на всі господарські показники рослин. Вищу позитивну динаміку виявили регулятори росту Стимпо і Регоплант. Препарати із біозахисним ефектом стимпо і регоплант сприяли підвищенню врожайності майже на 60 % щодо контролю [11, 173]. Зазначені препарати виявили також антипатогенну активність проти плісені та кореневої гнилі пшениці. Але застосовувати ці препарати як альтернативу хімічним протруйникам недоцільно. Особливо в роки за високого інфекційного фону Стимпо і Регоплант позитивно впливають на всі ростові процеси ячменю, сої і кукурудзи, зменшують вплив патогенних організмів на розвиток насіння. Стимпо і Регоплант перспективні для використання на зернових колосових культурах. Препарат Біовітрекс позитивно впливає на формування мікробного угруповання в зоні кореневої системи і стимулює асоціативну азотфіксацію, денітрифікацію  за  умов  надлишку  азоту,  підвищує  чисельність  фосформобілізуючих мікроорганізмів, що покращує мінеральне живлення. 41  \fБіовітрекс має властивості індуктора фітоімунітету. Препарат Біовітрекс має широкий спектр властивостей:стимулятора росту, адаптогена, рідкого добрива та індуктора фітоімунітету, підвищує урожайність [198]. За даними Сумського інституту АПВ (В.Н. Петриченко, О.С. Туркина) обприскування посівів кукурудзи у фазі 6–7 листків розчинами Емістиму і Гумісолу на фоні внесення азотно-фосфорних добрив, зменшило надходження в продукцію 137Cs i 90Sr. Автори роблять висновок, що за вирощування кукурудзи на зерно на забруднених радіонуклідами ґрунтах з метою зменшення 137Cs i 90Sr оптимальним є внесення азотних добрив у помірних дозах 35–52 кг\/га з обробкою посівів Емістимом С у фазі 6–7 листків, або азотно-фосфорних – у дозі N35Р35 з подальшим обприскуванням рослин Гумісолом. Застосування біопрепаратів сприяло зниженню рівня фітопатогенної мікрофлори та підвищувало продуктивність с.-г. культур. На основі бактерій Klebsilla exytoca та Bacillus mucilaginosus створено біологічний препарат Клепс, що застосовується для підвищення урожайності кукурудзи, гречки та вівса [153– 156, 177–179]. В Інститутах НААН сільськогосподарської мікробіології, агроекології і природокористування, в Університеті біоресурсів і природокористування створено цілу низку ефективних мікробіологічних препаратів. Це комплексний препарат Мікрогулін для передпосівної інокуляції ячменю ярого і гречки. Дослідження показали високу позитивну дію препаратів на розвиток надземної і кореневої мас цих культур, це сприяло збільшенню врожайності ячменю на 11,0– 16,4 % на низькому агрофоні та на 18–24 % – на високому. Екологічно безпечним і ефективним засобом захисту с.-г. культур від патогенів є новий мікробіологічний препарат Хетомік. Застосування його позитивно вплинуло на функціонування фотосинтетичного апарату рослин, що забезпечило надійний захист від кореневих гнилей. Урожай зерна ячменю ярого від застосування Хетоміку зріс на 22 % [153–156]. В Університеті біоресурсів і природокористування розроблено нові біопрепарати Мікосан і Мікосан-новий, які містять хітозани. Біологічно 42  \fактивними молекулами похідними хітину та хітозану ці препарати пригнічують синтез РНК патогенних грибів. Хітин і хітозан індукують широкий спектр захисних реакцій. Шляхом взаємодії акриламіду з мікробними полісахаридами в Інституті мікробіології і вірусології ім. Заболотного НАН України створено препарат ЕППА-10, який використовують для передпосівної обробки насіння, для обприскування насіння зернових, зернобобових культур, соняшнику і ріпаку в бакових сумішах з пестицидами та регуляторами росту [177–179]. Біологічні препарати на основі грибів-антогоністів або екстрактів з них, характеризуються високою ефективністю, проявляють високу селективну дію, не забруднюють навколишнє середовище. При цьому необхідно врахувати екологічні фактори, видовий склад сапрофітних і патогенних мікроорганізмів та відносини,  що  виникають  між  аборигенними  та  інтродукованими  мікроорганізмами. Але питання створення біологічних препаратів з широким спектром фізіологічної активності залишається відкритим [177–179]. Велику увагу останніми роками приділяють вермикомпостам, продуктам біоконверсій різноманітних органічних відходів. Діючими інгредієнтами цих препаратів є гумінові кислоти та фітогормони, на їх основі створено велику групу препаратів. Це препарати агрофірми «Гермес» (Краматорськ) – Гумісолекстра, Гумісол-супер, Гумігрон, Гумікас. До складу препаратів входять макрота мікроелементи, фітогормони та корисна мікрофлора, азотофіксуючі та фосформобілізуючі мікроорганізми на фоні гумусовмісних речовин [61–62]. ТОВ «Біоген» створило близький за властивостями препарат гумінат. Це 1%-й розчин солей гумінових кислот. Цей препарат використовують для обробки насіння і обприскування зернових, овочевих, технічних, плодово-ягідних культур. Два близьких за властивостями препарати на основі гумінових кислот створили в НВТ «Відродження» – Вермістим і Вермістим-К. Вони містять, крім гумінових  кислот,  фітогормони,  вітаміни,  амінокислоти,  урожайність цілої низки сільськогосподарських культур [171–172]. 43  підвищують  \fДві вітчизняні компанії ПВКФ «Імторгсервіс» та ПП «Долина» у поєднанні поліетиленглюколю (ПЕГ), гумінових кислот та фітогормонів створили комплексні регулятори росту Марс–ЕL, Марс-L та Вимпел як для підвищення урожайності, так і для захисту рослин від несприятливих факторів довкілля. Комплексний  препарат  Марс–ЕL  має  властивості  регулятора  росту,  плівкоутворювача, кріопротектора та біофунгіцида [148]. ТОВ «Реаком» створило високоефективний препарат Реастим-гумус для позакореневого обприскування посівів ріпаку (озимого та ярого), який містить композицію гумінових кислот та мікроелементи в хелатній формі, які добре засвоюються рослинами. Зареєстрований для впровадження у виробництво препарат Торфовіт ТОВ «Компанія Джола-Голд» як комплексне добриво та біостимулятор, що стимулює ріст та розвиток зернових культур, підвищує їх стійкість до несприятливих умов середовища, особливо на полях з високим техногенним навантаженням. Торфовіт застосовують як регулятор росту, адаптоген і індуктор фітоімунітету до багатьох грибкових і бактеріальних хвороб зернових, овочевих, плодовоягідних та декоративних культур. На основі гумінових кислот, мікроелементів та полімерних сполук в Інституті прикладної біотехнології Radostim (Німеччина) створено низку препаратів широкого спектру дії – RadoPen, RadoFer, RadoStim та ін. Полімерні сполуки в цих препаратах швидко розкладаються ґрунтовою мікрофлорою і не накопичуються у ґрунті [147]. Препарат Добрин-стимул (СТ «Вибір», Україна) входить до групи концентрованих  гумінових  добрив,  отриманих  на  основі  сапропелю  прісноводного озера вод льодовикового походження [147]. В Україні зареєстровано кілька комплексних препаратів італійських компаній. Це регулятори росту Мегафон, Плантафол віва, Максі крон. До складу цих  препаратів  входять  гумінові  кислоти,  амінокислоти [147].  44  фітогормони,  пестициди  і  \fГрупа регуляторів росту та органічних добрив на основі гумінових кислот створює істотне підґрунтя для розвитку екологічно безпечного землеробства, відновлення природних екосистем та збереження біологічного різноманіття рослинних угруповань. Проведені дослідження та створені стимулятори (регулятори) росту та комплексні добрива не вичерпують можливостей для подальшої роботи в цьому напрямку. Перспективним напрямом у галузі є розширення та поглиблення досліджень, що дасть змогу зробити значний внесок у розвиток теоретичних знань і практичних засад органічного землеробства, сприятиме підвищенню економічної ефективності та екологічної безпеки при застосуванні цих стимуляторів (регуляторів) росту та добрив. Багаторічна перевірка інститутами АПВ і обласними дослідними станціями стимуляторів росту в конкретних умовах у різних ґрунтовокліматичних зонах України, інших країн ближнього зарубіжжя, насамперед Молдови, Росії, Білорусії показали високу ефективність цих препаратів. Регулятори росту активізують основні біологічні процеси життєдіяльності рослин – мембранні процеси, поділ клітин, фотосинтез, ферментні системи, процес дихання і живлення. Ці процеси підвищують якість продукції і урожайність, знижують вміст нітратів, іонів важких металів і радіонуклідів у продукції, підвищують стійкість рослин до ураження хворобами і шкідниками. При обробці насіння перед сівбою знижується токсична дія протруйників на рослину, не знижується при цьому їх захисна ефективність. Науковцями  Уманського  ДАУ  встановлено,  що  під  впливом  біостимуляторів росту збільшуються розміри клітин епідермісу листків і клітин листкової пластинки, що значно знижується пошкодження рослин шкідниками. Вченими Львівського національного університету доведено, що під впливом екзогенних  регуляторів  росту  відбуваються  зміни  ендогенного  фітогормонального стану рослин і як наслідок, не співпадають фази розвитку рослин і шкідливих комах, що дає можливість підвищити стійкість рослин до хвороб і шкідників [104–109]. 45  \fУперше науковцями Інституту фізіології рослин і генетики НАН України показано наявність антимутагенної дії емістиму С на прикладі кореневих меристем пшениці і гороху. Відбулось зниження спонтанного мутагенезу вдвічі і зменшення мутагенної дії гербіциду. Аналізуючи  вплив  Емістиму  С,  Агростимуліну  і  Триману  на  функціонування ферментних систем рослин пшениці озимої встановлено, що зазначені препарати активізують нітратредуктазну систему прапорцевого листка, що в свою чергу сприяє кращому засвоєнню рослинами азоту. Під дією Емістиму С, Зеастимуліну, Агростимуліну за даними досліджень кафедри біології Уманського ДАУ в рослинах пшениці озимої і кукурудзи значно активізувалась каталаза, пероксидаза і поліфенолоксидаза. Підвищувалась також активність ферментів після використання пестицидів [25–30, 32–34]. Велике досягнення фізіологів ХХ ст. - це теорія гормональної регуляції у рослин, яка включає поняття про гормональний статус рослин і генетичну його детермінованість. У свою чергу це надало впевненості у можливості керувати онтогенезом, продуктивністю рослин, формувати урожай і його якість. Було створено і запроваджено у виробництво синтетичні і природні регулятори росту [162–163]. В Інституті біоорганічної хімії та нафтохімії НАН України створено велику групу регуляторів росту, в т.ч. і на основі ІЧ-оксидів, 2,6диметилпіридину та його комплексів з органічними кислотами. Вони зареєстровані і дозволені для використання в сільському господарстві. В цьому ж Інституті створені РР Емістим і Емістим С, які є екстрактами мікробних грибів, вони містять фітогормони та інші фізіологічно активні екологічно  безпечні  зернобобових,  речовини.  технічних,  Обробка  кормових  і  насіння  овочевих  і  посівів  культур  зернових,  підвищувала  врожайність культур та їх стійкість щодо стресових факторів [62, 63, 66]. Вчені працюють і над створенням комплексних препаратів, до складу яких входять елементи живлення, фітогормони та інші сполуки. Підприємством «Гермес» на основі переробки каліфорнійським черв'яком гною, створено з 46  \fбіогумусу препарат Гумісол. Це водночас добриво і стимулятор росту, що містить комплекс гумінових кислот, фітогормонів, вітамінів, макро- і мікроелементів. Препарат застосовують для збільшення врожайності майже всіх культур [61, 62]. TOB «Відродження» та асоціаціацією «Біоконверсія» створено регулятор росту Вермістим. За властивостями і за складом він дуже близький до Гумісолу. Гумісол і Вермістим пригнічують розвиток інфекційних хвороб. Обидва препарати екологічно безпечні і вже понад п'ятнадцять років використовуються у сільському господарстві України та інших країнах. В світі створюють препарати на основі водоростей, грибів і відходів промисловості [171–172]. В Україні такою сировиною є базидіоми грибів гливи та печериць, відходи від рибництва, компости після культивування грибів. Створені на основі цих компостів препарати застосовуються у сільському господарстві як регулятори росту та органічні добрива. Для створення нових РРР використовують також відходи джгутової промисловості. Для  стимуляції  росту  і  розвитку  та  сільськогосподарських  культур  І.В  технологічну  отримання  цитокінічного  схему  Драговозом  підвищення та  ін.  препарату.  урожайності запропоновано Він  містить  фітогормони цитокінінової та індольної природи, вітаміни групи В і в невеликій кількості макро- і мікроелементи. [154–156]. Шляхом анаеробного зброджування в Ізраїлі з відходів виробництва кави отримано концентрований продукт Капул, до складу якого входять фітогормони та вітаміни і який використовують у с.-г. як комплексне добриво в умовах закритого ґрунту [48]. Важливим і перспективним є створення комплексних препаратів. Ці препарати мають підвищувати стійкість, поєднувати властивості регуляторів росту, елементів живлення, засобів захисту, засобів, що підвищують стійкість рослин  до  стресових  факторів.  Таку  можливість  надають  продукти  термофільного бродіння, в них містяться сполуки, які виконують регуляторні функції (фітогормони). Створення комплексних РРР на основі фізіологічно 47  \fактивних природних сполук і елементів живлення і поєднанують їх з екологічно безпечними засобами захисту рослин. За даними доктора с.-г.наук, академіка НААН України В.П. Патики та ін. при вирощуванні бобових культур максимальне використання можливостей симбіотичної азотфіксації перспективно з позицій економіки, енергозбереження, екології і охорони природних ресурсів, що є одним з пріорітетних напрямів світового землеробства. В дослідженнях встановлено високу фізіологічну активність РРР за їх дії на симбіотичну азотфіксацію [134–139]. Більшість нових препаратів у мінімальних концентраціях істотно впливали на синтез сої з бульбочковими бактеріями, а у підвищених концентраціях значно знижували утворення бульбочок і азотфіксуючу активність бульбочок. Ефективнішими для симбіотичної азотфіксації сої були не синтетичні препарати, а складні препарати природного походження з комплексною дією [23–26]. Одним із факторів підвищення активності азотфіксації у кореневій зоні рослин можуть слугувати фітогормони. Результати дослідів В.В Волкогона і П.Г. Дульнєва показали, що кількість бульбочок (клубеньків) збільшується не стільки завдяки збільшенню кореневої маси (у такому разі маса коренів рослин дослідних варіантів була на порядок вище маси коренів контрольних рослин), скільки завдяки більшій модуляційній активності. Важливішу роль тут відіграє енергетичне забезпечення процесів азотфіксації, яке досягається фотосинтезом [44, 46]. Посилення процесів азотфіксації сприяло в дослідах авторів посиленню активності фотосинтезу і інтенсивнішому відтоку фотосинтантів у кореневу зону.  Застосування  синтетичних  РРР  більшу  перспективу  в  сільськогосподарському виробництві. Вони вигідні економічно (невелика витрата 5–15 г, л, мл на т\/га) і екологічно, оскільки процес азотфіксації відбувається тільки при нестачі зв’язаного азоту, а, отже, унеможливлюється нагромадження у рослинах додаткового азоту у вигляді нітратів і нітритів. Необхідним елементом технології вирощування сільськогосподарських культур є нині застосування гербіцидів та фунгіцидів, які негативно впливають 48  \fна культурні рослини. Пошук засобів, що зменшують негативний вплив пестицидів та інших негативних факторів набуває великого значення [43, 47, 103–106]. У цьому напрямі найперспективнішими є комплексні біопрепарати, в основу яких покладені ендофітні бактерії. За даними М.Й. Шевчука та ін. найактивнішими зцих мікроорганізмів здатних до деструкції агрохімікатів є бактерії Psendomona saureofaciens Н16. Вони можуть розкладати хімічні речовини до нетоксичних сполук [27]. У зоні, забрудненій радіонуклідами, досліджена тенденція зменшення надходження  радіонуклідів  на  продукцію  рослинництва,  зменшення  забруднення ґрунту агрохімікатами. Так, забрудненість зерна пшениці озимої сорту Миронівська-61 Сs-137 при застосуванні Агату-25 більш ніж у 5 разів було нижчою порівняно з контролем, вівса – у 2 рази, зеленої маси кукурудзи – на 33 % [34]. Здатність Агату-25 покращувати фітосанітарний стан посівів доведено дослідженнями З.М. Грицаєнко, В.П. Карпенка [52–54, 90]. При цьому зменшується ураженість рослин хворобами і підвищується активність фізикобіохімічних процесів у рослинах ячменю ярого. Актуальною проблемою сучасного аграрного сектора є відшукування високоефективних  екологічно  безпечних  агротехнологій,  що  здатні  підтримувати стійкість агросистем, здійснити біологічний захист, поліпшити якість урожаю. Світові щорічні втрати урожаю за даними ФА ООН становлять 20–95%. Актуальною проблемою є захист основних сільськогосподарських культур від найнебезпечніших і найпоширеніших шкідників, грибкових, бактеріальних і вірусних хвороб. Сумарні втрати урожаю від хвороб, патогенних організмів залежно від умов вирощування, метеорологічних умов року становлять в Україні 15–50 %. Застосування біологічних препаратів разом з пестицидами знижує фітотоксичність хімічних протруйників. Новітні досягнення мікробіології та інших наук (біотехнолоії, ґрунтознавства) дають можливість створення таких препаратів [171].  49  \fРОЗДІЛ 2 УМОВИ, МЕТОДИКА, ОБ’ЄКТИ ДОСЛІДЖЕННЯ 2.1. Особливості вирощування буряка цукрового в Україні Буряк цукровий (Beta vulgaris saccharifera) в Україні є головною цукромісткою культурою. У коренеплодах міститься 17–18 % цукру, а іноді понад 20 %. Цукор представлений вуглеводом сахароза (С Р22О11), який викристалізовується із соку рослин і зустрічається в природі в чистому виді. На відміну від сахарози, інші види цукрів – глюкоза та фруктоза – мало коли трапляються в значній кількості у чистому вигляді. Сахароза складається з молекул глюкози і фруктози і під дією ферментів в організмі людини гідролізується до цих складових елементів. Цукор має високі смакові якості, швидко засвоюється організмом, відновлює його енергію і працездатність, позитивно впливає на емоційний стан людини. Особливу цінність має цукор у відновленні сил хворого, спортсмена, людини, що зайнята важкою фізичною або розумовою працею. Він необхідний для нормального функціонування печінки, мозку, живлення м’язів. У давнину його використовували як ліки [22, 83, 103, 104, 148]. Людині потрібно 80–100 грамів цукру на добу, або 29–37 кг на рік. В Україні річне споживання цукру на людину становить 38 кг. Згідно з останніми дослідженнями вчених, цукор відносять до загальновизнаних нешкідливих продуктів. Приблизно 50% цукру використовується у харчовій промисловості, 30% - у хімічній та фармацевтичній, 20% - в інших галузях. До хімічного складу коренеплодів входить 75% води і 25% сухої речовини. Вміст окремих речовин залежить від місця вирощування, технології, сорту тощо. Вміст сахарози дуже зменшується при високих, незбалансованих дозах азотних добрив, ураженні хворобами. При вирощуванні цукрового буряка з однієї площі практично одержуємо два врожаї. Перший – коренеплоди, сировину для виробництва цукру; другий – корм для худоби у вигляді гички, жому, меляси та ін. 50  \fУрожайність гички становить 30–50 % від урожайності коренеплодів, а в деяких випадках майже наближається до неї. В 1 ц гички міститься 20 к. о. Її використовують на зелений корм, для виготовлення силосу, як зелене добриво. Приорана гичка є добрим повільно діючим азотним добривом для наступних культур, особливо зернових [22, 104, 148, 152]. Буряк цукровий має велике агротехнічне значення. Глибока оранка, внесення великих норм органічних і мінеральних добрив покращують структуру ґрунту, підвищують його біологічну активність. Після цієї просапної культури поле залишається чистим від бур’янів, оскільки застосовуються агротехнічні і хімічні методи боротьби з ними. Буряк є добрим попередником для більшості культур у сівозміні. Найкраще після нього родить ярий ячмінь. Буряк цукровий поглинає найбільше серед сільськогосподарських культур вуглекислого газу і виділяє кисень, що забезпечує значний екологічний ефект. З 1 га виділяється кількість кисню, достатня для дихання 60 людей впродовж року. Високе поглинання СО2 запобігає створенню на планеті парникового ефекту. За своєю позитивною дією на повітря і клімат 1 га буряку цукрового прирівнюється до 1 га лісу [22, 104, 148, 152]. Найбільше цукру виготовляють із цукрової тростини – 87,1 млн. т, або 70%, і цукрового буряка – 36,4 млн. т, або 30% [81, 82]. Таблиця 2.1 Вирощування буряка цукрового у світі (до 1990 р.) Посівна площа Країна Україна Росія Німеччина США Франція Італія Великобританія Всього у світі  тис. га 1558 1460 574 560 459 278 170 8660  % 18 17 6,6 6,3 5,3 3,2 2,0 100  Середня Виробництво врожайність коренеплодів т\/га млн. т 233 36,3 213 31,1 415 23,8 440 24,6 650 29,9 497 13,8 470 8,0 300 260  % 14,0  ,0 9,2 9,5 11,5 5,3 3,1 100  Посівна площа буряка цукрового у світі становить близько 8 млн. га, з них найбільше – 18%, або 1,5 млн. га, до 1990 р. розміщувалося в Україні. На 51  \fєвропейському континенті зосереджено понад 6 млн. га посівів, Німеччині 0,6 млн. га. У Франції вихід цукру з 1 га досягає 100 т\/га. В Україні в 1986–1990 рр. з 1 га виробляли 30 т цукру, а в 1998–1999 рр. – вихід цукру знизився до 2,3 т\/га. Виробництво цукру з усієї площі зменшилося за цей період з 4,9–5,2 млн. т до 2 млн. т на рік. Таблиця 2.2 Виробництво буряків у Європі Країна  Франція Німеччина Польща Англія Білорусь Бельгія Україна Росія  Площа  Урожайність  Цукор  тис. га  т\/га  т\/га  350 350 240 105 95 80 470 1000  77 58 46 67 40 69 29 30   ,0 9,0 7,0 11,0 5,2 10,0 3,5 3,6  Для того, щоб вирощування цукрового буряка було прибутковим, урожайність коренеплодів повинна бути не нижче 40,0 т\/га. Це дасть можливість зменшити посівні площі в Україні до 0,8–1,0 млн. га і виробляти 5,5–6,2 млн. т цукру. Існуючий стан справ у буряківництві України не відповідає реальним можливостям виробництва цукросировини. Насіння цукрового буряка починає проростати за температури ґрунту 4–5 оС, але сходи з’являються лише через 20–22 дні. Життєздатні сходи з’являються при 6–7оС. За температури 10– оС сходи з’являються через  –14 днів, 15–17оС – через 7–8, а за 20–25оС – через 5–7 днів. У фазі вилочки рослини чутливі до приморозків, переносять до -1–2оС і можуть пошкоджуватися за температури 3–4оС. З появою першої пари справжніх листків сходи можуть витримувати зниження температури до -4–5оС [22, 81, 82, 103, 148]. Восени перед збиранням рослини можуть витримувати приморозки до – 5оС. За температури нижче – 6–8оС нагромадження цукру в коренеплодах припиняється. Зібрані і неприкриті коренеплоди пошкоджуються за температури – 2оС. 52  \fНезважаючи на здатність переносити приморозки, буряк є досить теплолюбною культурою. Оптимальна температура для росту і розвитку рослин 20–22оС. Зниження температури сповільнює ріст. Буряк цукровий вимогливий до вологи вже з перших днів життєдіяльності. Для бубнявіння і проростання насіння вбирає 150–170 % води від маси клубочка. Воду витрачає економно. Транспіраційній коефіцієнт коливається від 240 до 400. Проте загальна витрата води з 1 га велика, у зв’язку з формуванням значної кількості сухої органічної речовини врожаю. Для утворення 1 т коренеплодів і такої ж кількості гички за врожайності 40–50 т\/га витрачається майже 80 т води [81, 148, 162]. Буряк цукровий – вимоглива до світла рослина довгого дня. Інтенсивність нагромадження цукру в коренеплодах залежить від кількості сонячних днів у другій половині вегетації (серпень, вересень). Чим вища освітленість, тим краще проходить синтез вуглеводів. Зменшення освітленості різко знижує урожайність і цукристість коренеплодів. Такі умови можуть виникнути при загущенні рослин або при сильному забур’яненні посівів. Культура дуже вимоглива до родючості ґрунту. Найкраще росте на родючих, глибоких, багатих органічною речовиною ґрунтах: чорноземи, темносірі опідзолені, дерново-лучні. Нижчий урожай формується на сірих та світлосірих опідзолених ґрунтах. За механічним складом кращі суглинкові ґрунти. На бідних піщаних і дуже важких глинистих розвивається погано. Орний шар ґрунту повинен становити не менше 25 см. Щільність ґрунту на чорноземах має становити 1,0–1,2 г\/см3, на сірих і світло-каштанових – 1,2–1,3 г\/см3, на дерново-підзолистих – 1,3–1,4 г\/см3. Буряк цукровий не витримує високої кислотності, добре реагує на вапнування ґрунтів. На кислих ґрунтах знижується засвоєння магнію і фосфору, зростає негативний вплив вільних іонів алюмінію. Оптимальна кислотність – рН 6,5–7,5 [22, 132]. Цукровий буряк належить до солестійких культур. Дуже вимоглива до попередників культура. Причому суттєвий вплив на врожайність коренеплодів мають не тільки попередники, а й культури, що 53  \fвирощуються перед попередниками. Раціональне розміщення цукрового буряка у сівозміні – основа підвищення продуктивності культур сівозміни. Буряк цукровий дуже негативно реагує на весняну оранку. Грунт в жодному разі не можна орати, якщо перезволожений. При цьому утворюється плужна підошва, ґрунт запливає, ущільнюється. Коренева система майже не засвоює поживні речовини з підорного шару. На  важких  ґрунтах  орний  шар  поглиблюють  за  допомогою  ґрунтопоглиблювачів на 37–40 см. Поліпшений спосіб обробітку ґрунту найбільш ефективний у районах нестійкого та недостатнього зволоження. Напівпаровий обробіток ґрунту рекомендується застосовувати у районах достатнього зволоження з вищою забур’яненістю полів. Він складається з лущення стерні на глибину 5-6 см дисковими лущильниками в два сліди. Після внесення органічних і мінеральних добрив поле орють на глибину 28–32 см плугами з передплужниками. Буряк цукровий формує основному частину врожаю в ґрунті і є вимогливим до стану орного горизонту. Тому своєчасний та якісний обробіток ґрунту має надзвичайно велике значення для формування високого врожаю коренеплодів. Основний обробіток ґрунту повинен забезпечити знищення бур’янів, покращення фітосанітарного стану, нагромадження умов для росту рослин. Глибина орного горизонту має бути не менше ніж 25 см, щільність ґрунту 1,0– 1,4 г\/см3 з доброю аерацією. Важливо якісно заробити рослинні рештки, солому, внесені добрива. Найбільш поширені два способи основного обробітку ґрунту – поліпшений і напівпаровий. Передпосівний обробіток ґрунту і сівба – це єдиний технологічний комплекс. Розрив у часі між передпосівним обробітком і сівбою має бути мінімальним – не більше півгодини. Якщо сіяти пізніше, верхній шар ґрунту пересихає, що різко зменшує польову схожість насіння. Метою обробітку ґрунту є розпушення зони загортання насіння і збереження сформованої за зиму структури орного шару. Верхній шар ґрунту 54  \fрозпушують на глибину 2–4 см, більше коливання глибини недопустиме. Насіннєве ложе має бути твердим і забезпечувати капілярне підняття вологи до насіння. Сучасні ґрунтообробні знаряддя (Європак 6000, Компактор, Фармет, Лемкен, Унімат, Україна-АПБ-6, АРВ–8,1–0,2) дозволяють підготувати ґрунт для сівби цукрового буряка за 1–2 проходи. Передпосівний обробіток за їх допомогою  запобігає  багаторазовими  переущільненню  проходами  ґрунту,  однофункціональних  що  спричиняється  агрегатів.  Комбіновані  агрегати за один прохід виконують понад чотири операції – вирівнювання, подрібнення грудок, розпушення, ущільнення насіннєвого ложа. При настанні фізичної стиглості ґрунту поле до сівби цукрового буряка можна підготувати за один прохід. Це є важливим елементом енергозбереження і передумовою високоякісної сівби. Головними помилками під час передпосівного обробітку ґрунту є надто ранній початок робіт при ще сирому ґрунті, надмірна кількість робочих проходів через те, що окремі операції не поєднуються в одному агрегаті, велика робоча швидкість агрегатів, глибоке передпосівне розпушування. Підготовка насіння. Урожайність коренеплодів значною мірою залежить від якості насіння. Його готують до сівби на насінних заводах. Насіння очищають, калібрують з виділенням двох посівних фракцій діаметром 3,5–4,5 мм і 4,5–5,5 мм. Державний стандарт України допускає калібрування насіння на фракції інших розмірів в межах від 3,25 до 5,5 мм з інтервалом між мінімальним і максимальним діаметром не більше 1 мм. Пізніше насіння шліфують з частковим (5–30%) видаленням оплодня, що забезпечує вищу одноростковість та питому вагу насіння [83, 104, 148, 162]. Буряк цукровий дуже вибагливий до рівня удобрення. Він використовує значно більше елементів живлення, ніж інші культури. На кожні 100 ц коренеплодів і відповідної кількості гички з ґрунту виноситься 40–60 кг азоту, 10–20 кг фосфору, 60–80 кг калію, по 10–20 магнію і кальцію, 5 кг сірки [82, 103, 145].  55  \fАзот – один з основних елементів, необхідних для життєдіяльності рослин. Він є обов’язковим компонентом всіх білкових речовин, які складають структурну основу протоплазми, входить до складу більшості ферментів, нуклеїнових кислот, хлорофілу, вітамінів, алкалоїдів тощо. Серед елементів живлення має найбільший вплив на формування врожайності коренеплодів. Це основний елемент росту і розвитку, що найбільш впливає на приріст біомаси. Основне джерело азоту для рослин – солі азотної кислоти й амонію. Поглинання його з ґрунту відбувається у вигляді аніонів NO3 та катіонів NH4. Найбільш інтенсивно рослини поглинають і засвоюють азот у період максимального наростання вегетативної маси і коренеплодів. Як нестача, так і надлишок азоту в ґрунті призводить до зниження продуктивності культури та погіршення якості врожаю. За значного підвищення норми азотних добрив, зростає врожайність коренеплодів, але зменшується вміст цукру і відбувається нагромадження амідного азоту. При азотному голодуванні рослини відстають у рості, листки набувають світло-зеленого хлоротичного кольору (хлороз), а сім’ядолі – жовтого. Відмирають нижні листки навіть при достатньому забезпеченні вологою. Цей елемент може реутилізуватися та відтікати із раніше утворених органів у молоді частини рослини, що інтенсивно ростуть. Так, під кінець вегетації азот листкового апарату цукрового буряка використовується на ріст коренеплодів. Фосфор є складовою частиною нуклеотидів, нуклеїнових кислот, фітину, поліфосфатів, тобто сполук, що беруть участь у процесах дихання, фотосинтезу, біосинтезі складних вуглеводів. Фосфор має велике значення в енергетичному обміні, оскільки входить до складу сполук, які акумулюють багато енергії. Азот і фосфорне живлення взаємопов’язані. За нестачі фосфору в тканині рослин нагромаджується нітратний азот і сповільнюється синтез білків. Особливо рослини чутливі до нестачі фосфору в молодому віці, коли коренева система слаборозвинута і має низьку поглинальну здатність. Цукровий буряк використовує фосфор рівномірно впродовж всієї вегетації. 56  \fФосфор використовується рослинами з ґрунту в основному у формі вищого окислу Р2О5 іону ортофосфорної кислоти. Цей елемент підвищує біологічну активність ґрунту, сприяючи розвитку ґрунтових мікроорганізмів. Для фосфору дуже важливе значення має добре змішування з орним шаром ґрунту, оскільки він у ґрунті малорухомий. На відміну від азоту, фосфору прискорює розвиток рослин. Він поліпшує їх водний режим і значно пом’якшує дію на них посухи. Достатнє забезпечення фосфором сприяє зростанню цукристості коренеплодів. Найбільш органічними.  ефективно Останні  вносити  підвищують  мінеральні  добрива  ефективність  одночасно  мінеральних  з  добрив,  поліпшують технологічні якості коренеплодів. Органічні добрива покращують структуру ґрунту, збільшують вміст елементів живлення, сприяють активній життєдіяльності ґрунтових мікроорганізмів, поліпшують водний і повітряний режими ґрунту. Не рекомендується  застосовувати органічні добрива навесні  під  передпосівний обробіток ґрунту та взимку по снігу. Внесення рідкого гною взимку зменшує його ефективність вдвічі або зовсім не дає позитивних наслідків. Буряк дуже негативно реагує на веснооранку. Внесення гною під веснооранку неефективне. Гній необхідно закагатувати і використати для осіннього внесення у перепрілому стані. Для внесення підстилкового гною використовують гноєрозкидачі РОУ–5; РОУ–6; ПРТ–10; ПРТ–16 та ін. Рідкий гній вологістю 90–92% вносять гноївкорозкидачами РЖТ–4, РЖТ–8, РЖТ–16. На початкових фазах росту до третьої-четвертої пари листків потреба у поживних речовинах незначна. Максимальна вона в липні-серпні у фазі сильного росту листків і формування коренеплодів [83, 104, 133]. Підвищує ефективність добрив різноглибинне внесення, що досягається застосуванням їх у такі строки: основне удобрення – восени під час оранки загортають на глибину 15–30 см; рядкове – під час сівби на 4–6 см, підживлення – в період вегетації на 10–14 см.  57  \fПовну норму фосфорних і калійних добрив необхідно вносити під основний обробіток. Перенесення цих добрив для весняного внесення набагато знижує їх ефективність. Низька ефективність фосфорних добрив пояснюється їх важкорозчинністю.  Краще  вносити  добрива  під  оранку,  тоді  вони  переміщуються з шаром ґрунту на глибину оранки від 5–10 до 25–30 см. Глибоке переміщення добрив сприяє кращому розвитку кореневої системи, проникненню її на більшу глибину початкових фазах росту. За даними науково-дослідних установ, ефективність добрив за весняного внесення фосфору і калію знижується в 1,5–2,0 рази [148]. Фосфорні та калійні добрива навесні можна внести лише на поверхні і неможливо перемішати з ґрунтом. Елементи живлення містяться у верхньому шарі (Р2О5 за місяць мігрує на 1 см) і не можуть повноцінно використовуватися рослиною. Коренева система має поверхневий характери розвитку (явище хемотропізму). Верхній шар ґрунту, де містяться фосфор і калій, періодично пересихає, і елементи живлення без води не засвоюються рослиною, що веде до зниження врожайності і різкого зменшення коефіцієнта використання фосфору і калію з добрив. Крім того, цукровий буряк дуже негативно реагує на нестачу фосфору у початкових фазах росту. Тому лише за осіннього внесення фосфору і калію можна одержати добре розвинуті рослини з сильною кореневою системою. Такі рослини «програмують» вищий потенціал урожайності, Так, що фінансова вигода весняного внесення фосфору і калію не має агрохімічного обґрунтування, навіть якщо ці елементи вносяться у вигляді нітроамофоски [83, 103, 165]. Під буряк цукровий, культуру з добре розвинутою і глибоко розташованою кореневою системою, основну масу добрив вносять у нижню частину орного шару. Дослідженнями Інституту цукрових буряків НААН встановлено, що у вазу утворення 2-ї пари справжніх листків коренева система розміщується у шарі ґрунту 5–15 см, а стрижневий корінь її сягає глибини 30 см. У період змикання листків у рядках коренева система проникає на глибину 40 см. Підживлення в період вегетації варто розглядати як вихід із ситуації у випадку невнесення (недостатнього внесення) добрив восени. Його необхідно 58  \fпровести у ранні строки, коли у ґрунті є ще достатньо вологи, що дає змогу забезпечити рослини необхідними елементами живлення якомога раніше. При вирощуванні за інтенсивною технологією 90–100% фосфорних і калійних добрив рекомендується вносити восени під оранку, оскільки ці види добрив дуже повільно переміщуються в ґрунті. Решту під час сівби в рядки. Азотні добрива, що легко вимиваються, вносять перед весняним обробітком ґрунту (80–100%) за 10–14 днів до сівби, а решту у підживлення. Найкраще азот для підживлення внести у фазі 4-х пар листків, не пізніше 6-ти пар справжніх листків. Частину азоту у вигляді аміачної води можна дати пізно восени в основне внесення [81, 148, 133] Раціональним є внесення частини азотних добрив у вигляді аміачної селітри і частини – у вигляді карбаміду. Спочатку використовується нітратна форма азоту з селітри, пізніше аміачна. Карбамід містить 46% азоту в амідній формі, яка в ґрунті переходить в доступну для рослин аміачну форму, а пізніше в нітратну. Процес цей тривалий, тому азот з карбаміду використовується рослинами буряку пізніше, в період інтенсивного росту. Карбамід заміняє підживлення аміачною селітрою, має м’якшу фізіологічну реакцію. Не відбувається вимивання з ґрунту і забруднення довкілля. Проте карбамід потребує негайного загортання в ґрунт, оскільки на поверхні ґрунту від розкладається з виділенням аміаку, що призводить до значних втрат азоту! Під буряк цукровий застосовують рідкі комплексні добрива (РКД). Їх вносять під оранку, передпосівну культивацію, у підживлення. Вони містять 10% азоту і 34% фосфору. Якщо восени не було внесено добрив, то навесні для удобрення використовується  складне  комплексне  добриво  нітроамофоска  (N:P:K=16:16:16), його необхідно вносити під весняний обробіток ґрунту за 1014 днів до сівби. У складних добривах (нітроамофоска, амофос, діамофос) всі елементи живлення перебувають в розчинній формі, тому вони ефективні при рядковому 59  \fвнесенні. У нітрофосі та в нітрофосках понад половина фосфору міститься у важкорозчинному стані, тому їх доцільно вносити на кислих ґрунтах під оранку. Для формування 1 ц коренеплодів необхідно в середньому 0,60 кг азоту, 0,20 кг фосфору, 0,70 кг калію, а для одержання 50 т\/га – N300P100K350. Для одержання 50 т\/га коренеплодів буряку цукрового необхідно внести добрива в нормі N231P160K280. Це орієнтовна норма, яка може змінюватися під впливом коливання коефіцієнтів використання поживних речовин з ґрунту і мінеральних добрив, родючості ґрунту тощо. Для знищення однорічних злакових та основних дводольних бур’янів використовують ґрунтовий гербіцид. При дотриманні регламенту застосування препарат не має фітотоксичної дії на рослини буряку та наступні культури сівозміни. Діюча речовина гербіциду поглинається кореневою системою під час проростання насіння бур’янів і спричиняє їх загибель ще до появи сходів. При застосуванні Дуал Голд після сходів препарат поглинається листям і стеблами, а також кореневою системою, проникає в надземну частину, викликаючи загибель бур’янів [103, 133]. Дуал Голд мало леткий, тому не потребує загортання. Якщо вологи в грунті недостатньо, то неглибоке загортання на 3–5 см підсилює гербіцидний ефект. У випадку посухи зберігається в ґрунті та відновлює свою дію при випаданні дощу. Оптимальна температура повітря під час внесення 8–15оС. Ефективність гербіциду підвищується на якісно підготовленому, дрібногрудкуватому ґрунті. Спектр дії гербіциду: різні види проса і мишію, тонконіг однорічний, гірчиця польова, грицики, види щириці, редька дика, гумай, паслін, галінсога, ромашка, лобода та ін. Норма внесення 1,2–1,6 л\/га. Мінімальна норма витрати застосовується на мало гумусних та легких за гранулометричним складом ґрунтах: середня – на суглинкових із вмістом гумусу менше 4%; підвищена – на суглинкових і важких із вмістом гумусу 4–5% та торф’яних ґрунтах. Сумісний з більшістю інших ґрунтових гербіцидів. Карібу, 50% з.п. (трифлусульфурон-метил, 500 г\/кг), ф. «Дюпон», Швейцарія. Післясходовий гербіцид для контролю дводольних бур’янів. 60  \fПрепарат використовують починаючи з того моменту, коли з’явиться 70% сходів буряку – до того часу, як буряк закриє міжряддя [103, 148]. Лонтрел 300, 30% в. р. (клопіралід, 300 г\/л), ф. «Доу Агро Сайенсіс» США. Лонтрел Гранд, 75% в.г. (клопіралід, 750 г\/кг). Спеціалізований після сходовий гербіцид системної дії для знищення всіх видів осотів та ін. важковикорінюваних бур’янів. Препарат дуже добре проникає в листя бур’янів і, рухаючись по судинній системі, концентрується в точках росту (верхівках пагонів та кінчиках коренів і кореневищ) і блокує процеси обміну в молодих клітинах. Максимальна ефективність препарату досягається при внесенні його на листки молодих і швидкорослих рослин. В осотів це фаза розвинених розеток – початок росту стебла. На перерослих осотах (фаза бутонізації) норма внесення Лонтрелу повинна збільшуватись. Для ефективної дії препарату необхідна наявність активного сокоруху у рослинах бур’янів. Завдяки системній дії Лонтрел знищує не тільки надземну частину рослини, але і кореневу систему, запобігаючи відростанню бур’янів, і очищає поле від коренепаросткових бур’янів на 2–3 роки для наступних культур. Гербіцидна дія проявляється впродовж 5–10 днів залежно від погодних умов та фази розвитку бур’янів. Перші ознаки появляються через три дні. Повне знищення настає через 2–4 тижні, залежно від виду бур’яну і погодних умов. Обприскування слід проводити за температури повітря не нижче 15 оС і не вище 25оС та швидкості повітря не більше 5 м\/с. Не рекомендується проводити обробку посівів, якщо очікуються заморозки, відразу після них, а також за високої температури повітря > + 25оС) [133]. Гербіцидна дія препарату уповільнюється за умов, що не сприяють росту рослин бур’янів (наприклад, за низької температури в межах + 5–10оС). Ефективність Лонтрелу не знижується, якщо дощ випадає лише через 2 години. Лонтрел проявляє синергізм у бакових сумішах з Бетаналом. Проти злакових бурянів «Доу Агро Сайенсіс» рекомендує застосовувати Лонтрел у суміші з гербіцидом Зелек Супер. Норма внесення Лонтрел 300 – 0,30–0,50 л\/га,  61  \fа Лонтрел Гранд – 0,  –0,20 кг\/га. Обприскування проводять у фазі 1–3 пар справжніх листків у культури. Однорічні види бур’янів найбільш чутливі до гербіциду у фазі сім’ядоль – двох справжніх листків; осоти на більш пізніх фазах, а саме від розвиненої розетки до початку росту стебла. Витрата робочого розчину: 200–300 л\/га. 2.2. Програма і методика проведення досліджень Розглянуто фізико-географічні умови регіону дослідження, геологічну будову, рельєф, клімат, гідрографію, ґрунтовий покрив, рослинність. Територія Центрального Лісостепу України характеризується неоднорідністю геологогеоморфологічної будови і зміною клімату, що істотно впливає на розподіл вод, ґрунтів, рослинності тощо. Методологія дослідження базувалася на системному та комплексному підходах для розроблення агроекологічних основ використання нових вітчизняних добрив (мінеральних, органо-мінеральних) і регуляторів росту рослин в агроекосистемах. Для проведення досліджень вибрані типові для зон Лісостепу України господарства. В 1997–2003 рр. польові досліди проводили в АПГ «Промінь», спілки селян «Пологи», агрофірмі «Старт» на чорноземах типових, ДСПГ «Западинське» на чорноземах типових, опідзолених і сірих лісових ґрунтах, Васильківського району Київської області з мінеральними добривами тукосумішшю, амофосом-34, регулятором росту рослин «Ендофіт», з добривами «Гумісол», «Гумісол-Екстра», «Гумісол-Супер». В господарстві Рівненської дослідної станції «Шубківське» (нині Інститут) на чорноземах типових в 2000–2003 рр. проводили досліди з амофосом-34, різними видами нітроамофосок і з туками. Дослідження впливу добрив і препаратів здійснювали в 2003–2008 рр. на землях ДСПГ «Западинське» Васильківського району Київської області на чорноземах опідзолених і лучно-чорноземних ґрунтах.  62  \fВ 2003–2010 рр. на дослідному полі Інституту агроекології і природокористування НААН на сірих лісових ґрунтах вивчали дію нових добрив і стимуляторів (регуляторів) росту рослин на посівах пшениці озимої і ячмені, сої, кукурудзі на зерно і силосну масу, соняшника, ріпака, картоплі. Стимулятори росту «Ноостим», «Вегестим», «Екостим», «Агростим» вивчали протягом 2004-2009 рр. «Неофіт» і «Адаптофіт» (2004–2007 рр.), «Гарт» в 2005–2007 рр. Органо-мінеральні добрива «Віталіст», «Оазис», «Добродій», мікробіологічні препарати «Азотовіт», «Ембіонік» вивчали в 2005–2011 рр. В 2000–2004 рр. на посівах картоплі проводили досліди на сірих лісових ґрунтах в ТОВ «Росія» с. Королівка Макарівського району Київської області (Полісся), в 2004–2006 рр. досліди на дерново-підзолистих ґрунтах господарства Коростишівського льонозаводу на посівах льону-довгунця і Ємільчинського льонозаводу Житомирської області. В 2010–20  рр. на радіологічно забруднених дерново-підзолистих ґрунтах дослідного господарства Інституту Полісся НААН «Грозине» Коростеньського району Житомирської області на посівах пшениці, тритікале, сої, люпину, віко-вівса вивчали дію препаратів «Екостим», «Агростим», «Агростимулін», «Гумісол», «Віталист», «Добродій», ЄМ препарати. В ці роки і з цими ж препаратами на дерново-підзолистих ґрунтах Іванківського району Київської області на посівах сої мікробіологічні препарати, в тому числі і «Ембіонік» на дослідному полі Інституту агроекології в 2005–2010 рр. і господарствах Київської області вивчали дію цих препаратів на посівах основних польових культур. В дослідах застосовували технології, рекомендовані для культур та відповідної зони. Сівбу проводили на дослідних ділянках рекомендованими сортами в підготовлений ґрунт та в оптимальні строки. На дослідах проводили повну серію фенологічних спостережень за ростом і розвитком культур. Зразки ґрунту для аналізів відбирали перед закладкою дослідів  і перед  збиранням. В день збирання чи обмолоту відбирали зразки рослинної продукції. 63  \fДосліди проводились при наступному чергуванні культур:  згідно схеми:  1. Пшениця озима  1, Контроль  2. Соя  2. Стандарт  3. Кукурудза  3. Препарат 0,5 дози  4. Буряк цукровий  4. Препарат 1 доза  5. Пшениця яра  5. Препарат 2 дози  6. ½ ячмінь, ½ картопля  6. Препарат 3 дози  7. ½ соняшник, ½ ріпак  7. Препарат 4 дози  Розмір  посівної  площі  на  ділянках  дослідів  30–100  м2  при  чотирьохразовому повторенні, у виробничих посівах – площа ділянок від 0,5 га до 30 га (іноді до  0 га). Польові досліди проводили за методиками Б.О. Доспєхова, Ф.А. Юдіна, І.Є. Молостова та ін. та ДР і ОСТу 10–106–84 «Досліди польові з добривами. Порядок їх проведення» і «Короткі методичні вказівки по проведенню державних випробовувань регуляторів росту рослин та методик польових досліджень». Лабораторні аналізи ґрунту і рослин виконували за загальноприйнятими методиками,  вміст  гумусу  –  за  Тюріним  (ДСТУ  4289–2004);  легкогідролізованого азоту – за Корнфілдом, рухомого фосфору та рухомого калію за Кірсановим та Мачігіним (ДСТУ 4405–2005 та ДСТУ 4119–2002); рННСL – іонометрично (ГОСТ 26483–85); кобальту та цинку – за ПейвеРінькіса, за допомогою атомно-абсорбційного методу (ОСТ 10144–88; – ОСТ 10145–88; ОСТ 10146–88); (ОСТ 10147–88); бору – за Бергера і Тругора, шляхом гідролітичну кислотність – за Каппеном (ГОСТ 262 –91); суму ввібраних основ – (ГОСТ 27821–88); рухомі форми міді, марганцю використання спектрометричного методу (ОСТ 10150-88); визначення кислотно-розчинних форм важких металів (свинцю, кадмію, цинку, міді) – на основі атомно-абсорбційного методу; цезій-137 визначали за допомогою галеаспектрометричного методу, а стронцію-90 радіометричним методом.  64  \fМікробіологічний  аналіз  ґрунту  здійснювали  за  загальноприйнятими  методами (Звягінцев, 1991). Досліди з мінеральними добривами були розміщені на чорноземах типових. Зміни мікробіологічної діяльності за використання ОМД і РРР досліджували на сірих лісових ґрунтах дослідного поля Інституту агроекології і природокористування НААН. Чисельність мікроорганізмів основних таксономічних та екологотрофічних груп у ризосфері рослин визначали методом висіву грантової суспензії на поживні середовища: азот фіксаторів – на  безазотному  середовищі  Виноградського;  амоніфікаторів  –  м’ясопептідному агарі; міксоміцетів – на середовищі Чапека; біологічну активність  ґрунту:  за  вмістом  загальної  біомаси  мікроорганізмів  –  регідратаційним методом; інтенсивність дихання ґрунту – методом Штатнова, целюлозо руйнівну активність – методом Крістенсена, фітотоксичність ґрунту – за методом А.М. Гродзинського. У  рослинних  зразках  і  побічної  продукції  визначали  азот  –  фотометричним методом з реактивом Неслера; фосфор – за Труогом; калій – на полум’яному фотометрі. Важкі метали та мікроелементи у зерні та ґрунті визначали атомно-абсорбційним методом. Вміст жиру в зерні визначали експоракційним методом С.В. Рушковського. Облік ураженості посівів хворобами здійснювали за модифікованим методом В.Ф. Пересипкіна і Підоплічка (1977). Поширення хвороб рослин у певний період, відносну кількість уражених рослин виражали у відсотках, а інтенсивність розвитку хвороб – за площею ураженої поверхні органів, вкритих плямами чи за інтенсивністю прояву інших симптомів (С.О. Трибель, 2001). Економічну ефективність запропонованих технологій вирощування сільськогосподарських культур визначали за методикою ННЦ «Інститут економіки НААН» (1999). Математично-статистичний аналіз одержаних результатів проводили за Б.А. Доспєховим (1985) з використанням сучасних комп’ютерних програм.  65  \f2.3. Умови проведення досліджень Для проведення досліджень вибране типове як для зони Лісостепу України господарство – АПГ «Промінь» Васильківського району Київської області, Спілка селян «Пологи», Агрофірми «Старт», «Западинське» , ТОВ «Контракт» Тетіївського району, ПП «Острівське» Рокитнянського району. Під час закладки досліджень господарство мало всі необхідні умови для проведення досліджень: кадри, матеріальну базу, добрива, пальне. ВАТ «Рівнеазот» в 1997 році почало випускати новий вид дорив – тукосуміш з різним співвідношенням поживних речовин. Для вивчення нам була поставлена марка А, де було N – 4,6%, P2O5 –25%, K2O–19%, MgO–5%. Дія їх в польових умовах була ще не вивчена. В зв’язку з цим необхідно було провести польові та лабораторні дослідження, вивчити об’єктивні показники, що характеризують вплив їх на продуктивність і якість рослинної продукції. Озима пшениця посіяна в полі № 2 польової сівозміни. Вміст гумусу в цьому полі був 3,8%, легкогідролізованого азоту перед закладкою –  6, рухомого фосфору – 145, обмінного калію – 144 мг\/кг грунту, рН–6,0, гідролітична кислотність – 2,2, вміст Са – 14,2, Mg – 2,0, B – 2,0, Mn –62 мг\/кг. Досліди з підживленням тукосумішами просапних культур проводили на цукровому буряку та інших культурах на чорноземах типових середньо суглинкових. Буряк цукровий гібриду «Український ЧС-70» висіяно в полі № 7 польової сівозміни після озимої пшениці, що йшла по гороху. В грунтах цього поля вміст гумусу до закладки досліду становив 3,5%, легкогідролізованого азоту перед закладкою досліду –  3, рухомого фосфору – 195, обмінного калію – 165 мг\/кг грунту, рН – 5,3. Під буряк цукровий фосфорно-калійні добрива внесли з осені, азотні – під культивацію з розрахунку з розрахунку N80P90K 0. З осені провели зяблеву оранку ґрунту, декілька разів передпосівну культивацію, вирівнювання борізд, шлейфування поля. Насіння на заводі обробили ЗСР.  66  \fДосліди з буряком цукровим були закладені в ТОВ «Контракт» с. Велика Солтанівка Васильківського району Київської області на чорноземах типових легко- і середньо суглинкових. За даними агрохімічного обстеження ці грунти мали таку агрохімічну характеристику: Вміст гумусу – 2,8%; щільність грунту – 1,18; рН – 5,9; гідролітична кислотність – 1,2; сума ввібраних основ – 16,3 мг\/100 г; гідролізованого азоту по Корнфілду – 161 мг\/кг; рухомого фосфору за Чиріковим – 181 мг\/кг; обмінного калію – 73 мг\/кг; бору – 0,7 мг\/кг; Мо – 85 мг\/кг; Рb – 2,5 мг\/кг; Сu – 3,2 мг\/кг; Zn – 3,0 мг\/кг. Попередник озима пшениця. Перед посівом буряка цукрового під культивацію вносили по 3 ц\/га аміачної селітри у фізичній вазі і 4 ц тукосуміші (8:11:38). Сіяли в другій декаді квітня пневматичною сівалкою «Тодак» – МТЗ-80, гібрид «Білоцерківський ЧС57». Перед посівом в ґрунт внесли ґрунтовий гербіцид Дуал-Голд по 1,8 л\/га. По сходам посіви обробили Бетанал-Прогрес № 1 – 1,0 л\/га + Карібу-Пантера –0,8 л\/га. По сходах посіви двічі обробили Тарга-Супер – 0,8 л\/га. В день збирання врожаю відбирали зразки ґрунту та рослин на хімічний аналіз та визначення якості основної продукції. Спостерігали за погодними умовами протягом року, записували та аналізували їх. Визначали якість основної продукції та вміст основних елементів живлення в продукції. Облік урожаю провели згідно ОСТу. Результати урожайних даних проаналізували дисперсійним методом.  67  \fВирощування сільськогосподарських культур, безперечно, пов’язане з погодними умовами. Відповідно, чим сприятливіші погодні умови протягом року, тим менше клопоту і легше буде отримати запланований рівень урожаю. В жодній іншій галузі народного господарства метеорологічні фактори не мають такого значення у виробничій діяльності, як у землеробстві. При високорозвиненому сільськогосподарському виробництві не можна добре господарювати,  якщо  не  враховувати  агрометеорологічні  умови [7, 93, 144, 174]. Сільськогосподарське виробництво нерідко називають «цехом під відкритим небом», оскільки в ньому основна маса продукції виробляється (вирощується) безпосередньо в природних умовах. [69, 70, 174, 175]. Сільське господарство взаємодіє зі складною системою природних умов, з числа яких метеорологічні фактори є найбільш змінними і активними. Їх вплив на об’єкти і процеси сільськогосподарського виробництва, особливо на формування продуктивності культурних рослин, якість продукції, її вартість, а також продуктивність праці [69, 70, 145]. Основні фактори – світло, тепло, волога, повітря однаково необхідні рослинам, вони безпосередньо і прямо впливають на них. Основні метрологічні фактори впливають на всі організми на протязі всього періоду їх життя . М.П. Косолап пише, що за даними багатьох вчених, за останні 50 років температура в різних куточках Землі піднялась від 0,5 до 3–4оС, хоча нам інколи здається, що насправді набагато більше, особливо спостерігаючи за останніми роками. Зроблений аналіз змін погодних умов за останні 25 років території Агрономічної станції, що розташована у Васильківському районі Київської області. З наведених даних (рис. 2.1) чітко видно, як крива, яка описує середню температуру повітря у 2001–2010 рр. знаходиться в середньому на 1 оС вище кривої 1975–1984 рр., що свідчить про однозначне підвищення температури у кожному місяці вегетаційного сезону за останні 25 років. При цьому у квітні, 68  \fтравні, червні зростання температури складало 1,8, 1,1 і 1 оС відповідно, а в найбільш спекотні місяці, коли більшість ранніх зернових культур знаходяться в своїх головних фенологічних фазах розвитку, температура повітря зросла на 3,3 оС в липні і на 2,5оС в серпні. Ці місяці як були, так і залишилися  найспекотнішими.  Вони  зазнали  також  найбільших  температурних змін, і вони найбільше в цілому впливають на середньорічне збільшення температури. 25  21,83  20,7  18,93  температурас, С  20  16,19 18,49  17,86 15  15,08  14,82 18,15  9,88  1975-1984  14,23  2001-2010  10  8,07 5  0 1  2  3  4  5  6  місяці вегетаційного сезону  Рис. 2.1. Середня багаторічна температура повітря за вегетаційний період (квітень–вересень)  У режимі зволоження теж відбулися певні зміни, і в першу чергу хочеться представити значення кількості опадів, які випадають протягом вегетаційного сезону. За четверть століття кількість опадів знизилася на  % з 339 мм в 1975– 1984 рр. до 300,6 мм в 2001–2010 роках. Ці зміни, без сумніву, справляють дуже суттєвий негативний вплив на вирощувані культури, бур’яновий компонент, ґрунтові умови весь агрофітоценоз в цілому. Так, окрім підвищення температур маємо ще одну проблему – зменшення кількості опадів, що може свідчити про переміщення меж агрокліматичних зон в Україні (М.П. Косолап). Досить суттєві зміни відбулися щодо режиму зволоження по роках.  69  \f500 450 400 350  Опади, мм  300 250 200 150 100 50 0 0  2  4  6  8  1975-1984 Линейная (1975-1984)  10     2001-2010 Линейная (2001-2010)  Рис. 2.2. Режим зволоження по рокам  Звідси можна зробити висновок, що відбуваються суттєві зміни в межах агрокліматичних зон України. Той рівень зволоження, який раніше був на півночі Степу, тепер знаходиться на півночі Лісостепу (В.П. Дмитренко, М.П.Косолап). 300  Опади, мм  250 200 150 100 50 0 0  2  4 1975-1984  6  8 2001-2010  10     Рис. 2.3. Розподіл кількості опадів червня-липня за роками  До розподілу кількості опадів у червні-липні, коли більшість культур знаходяться в активному рості і розвитку було досить чітке чергування кількості опадів з місяцями. Зараз чіткого чергування опадів по місяцях не спостерігається. Узагальнюючий показник температурного режиму і режиму зволоження є гідротермічний коефіцієнт. Гідротермічний коефіцієнт – це показник зволоженості 70  \fтериторії, який визначається відношенням суми опадів за період з середньодобовими температурами повітря вище 10оС до суми ефективних температур за той же час, зменшеної в 10 разів. Ізолінія ГТК, що дорівнює 1, проходить північним кордоном степової зони. На рівень середньо багаторічного показника ГТК мали величезний вплив два особливо аномальних вегетаційних сезони – 2003 і 2007 років (ГТК 0,59 і 0,44 відповідно). Таблиця 2.3 Гідротермічний коефіцієнт за роками в десятиріччі Роки 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 Середні значення ГТК  ГТК 0,77 1,32 1,44 1,74 1,1 1,77 0,98 1,56 0,85 1,03  Роки 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010  ГТК 1,  1,26 0,59 0,89 1,41 1,08 0,44 0,98 0,65 1,26  1,26  0,97  В 2003 році дуже малий показник гідротермічного рівня був викликаний надзвичайно малою кількістю опадів за вегетаційний сезон, а в 2007 році надзвичайно високою середньодобовою температурою вегетаційного сезону. Але хочеться також зазначити, що таких аномальних років не спостерігалося в період з 1975 по 1984 роки (В.П. Дмитренко, М.П. Косолап). Раніше  спостерігалася  більш  стабільна  ситуація  з  коливанням  гідротермічного коефіцієнту. Сьогодні така закономірність практично зникла. В період з 2003 по 2007 роки зміни відбулися впродовж двох років, зниження в 2003 і 2007 роках і найбільш високий показник у 2005 році (В.П. Дмитренко, М.П. Косолап). Більш детально погодні умови проведення дослідів по місяцях вегетації приведені в додатках.  71  \fТаблиця 2.4 Середньомісячна температура повітря в період досліджень, метеопост ВП НУБіП України «Агрономічна дослідна станція», 2001-20  рр., оС Роки 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 20  2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Середня багаторічна  І -0,8 -3,4 -4,1 -4,8 -1,09 -8,2 -0,7 -2,4 -4,6 -9,4 -3,2 -2,3 -4,3 -4,8 -0,7 -5,8 -6,2 -3,5 -4,5 -5,0  ІІ -2,3 3,6 -6,4 -3,7 -9,9 -6,2 -4,6 0,9 -0,6 -3,0 07,1 -6,3 -0,6 -0,5 -0,8 2,0 -3,1 -4,5 -2,0 -4,3  ІІІ 2,2 4,8 -1,4 3,9 0,7 -2,0 6,2 4,9 2,3 0,6 -0,3 0,8 -1,7 6,8 4,8 3,9 5,8 -2,8 5,8 0,7  ІV 10,8 9,6 6,5 8,5 8,6 11,1 9,8 10,1 9,4 9,5 9,0 9,2 10,3 10,3 2,3  ,4 10,2  ,2 8,7  V  ,2 15,3 19,3 13,0 5,6 15,7 18,6 13,9 14,2 17,0 16,3 14,8 18,9 16,9 16,1 15,4 14,9 18,5 20,6 15,2  Місяць VI VII 16,8 23,7 17,4 21,7 17,5 20,0 16,8 19,6 16,5 19,7 17,5 19,8 21,3 21,9 18,2 19,6 20,0 21,3 20,7 23,8 20,4 21,8 19,7 20,5 21,6 20,8 18,2 22,1 20,8 19,0 20,6 22,4 20,0 20,0 20,1 21,9 25,2 23,1 18,2 19,9  72  VIII 20,1 19,6 18,4 19,1 18,6 19,4 21,8 20,8 18,6 23,1 19,7 18,3 19,9 21,3 22,6 21,0 22,3 16,1 22,9 18,6  IX 13,4 13,4 13,2 13,4 15,1 15,3 15,0  ,9 16,4 14,4 15,8 14,2  ,4 15,3 15,7 10,7 16,5  ,5 18,0 13,9  X 8,2 6,8 6,8 8,5 8,9 10,1 8,9 9,8 8,8 5Д 7,6 6,4 9,8 7,7 7,3  ,6 8,2 0,8  ,9 8,1  XI 1,8 4,2 3,4 2,3 2,1 6,4 0,9 3,6 4,5 7,1 2,7 2,0 6,4 1,7 5,4 9,9 9,3 -2,5  XII -8,4 -8,3 -1,20 -1,6 -1,4 -1,1 -0,7 -0,8 -3,0 -4,0 2,1 -5,2 -0,2 -2,1 -1,5  2,1  -1,3  За: вегетацію рік 15,0 8,1 14,8 8,8 14,5 7,7 14,1 7,9 13,3 7,0 15,6 8,2 16,8 9,9 15,0 9,3 15,5 8,9 15,5 8,3 15,8 8,7 16,3 8,4 9,4 9,4 17,0  15,1  8,4  \fТаблиця 2.5 Середньомісячні суми опадів в період досліджень, метеопост ВП НУБіП України «Агрономічна дослідна станція», 2001-20  рр., мм Місяць За: Роки І ІІ ІІІ ІV V VI VII VIII IX X XI XII вегетацію Рік 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007  31,9 7,7 37,1 34,9 20,0 28,2 11,1  53,7 38,8 10,3 29,5 37,8 21,0 25,0  81,9 4,3 19,7 14,7 47,2 42,1 0  49,7 18,4 16,6 32,2 66 32,2 3,9  35,9 34,5 6,4 26,1 49,2  0,4 57,5  150,5 163,4 14,6 10,4 53,4 77 52,4  34,6 41,4 44,4 61,7 32,2 25,3 42,7  18,1 41,6 39,8 104,2 199,7 30,4 51,0  43,5 75,9 48,8 46,2 7,5 43 7,5  19,1 41,4 140,2 19,1 44,2 15,4 1,3  40,3 35,1 39,1 26,4 35,2  ,1 37,5  32,1 27,8 34,9 19,6 41,0 16,8 11,3  351,4 365,2 310,3 299,9 452,2 343,7 216,3  559,2 520,3 451,9 425,0 633,4 447,1 301,2  2008 2009 2010 2011 20  2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 Середня багаторічна  2,6 18,4 70,9 40,0 0  5,5 34,6 74,5 63,7 6,0  32,9 31,6 17,9 6,6 10,0  43,9 96,8 210,2 92,7 154,7 50,0 90,0 39,2 43,0 65,4 76,5  38,2 8,1 37,6 54,0 37,4 54,0 26,0 8,0 28,0 23,6 5,1   6,4 10,8 29,7 14,6 20,8  5,0 30,0 18,2 5,0 15,2 13,3  54,3 88,8 85,7 33,1 53,8  308,6 226,1 447 404,1 326,7  442,7 423,1 770,6 549,1 424,6  17,2 35,9 9,4 58,6  14,7 56,2 53,9 95,3 63,4 60,0 40,0 9,8 15,0 8,0 45,8  38,8 23,6 74,6 1,9 4,3  30,6 60,0 19,8 22,5  9,8 27,8 46,8 42,5 22,4 44,0 47,0 43,0 143,0 21,5 42,2  22,0 26,4 26,7 69 24,8  48,0 59,0 32,0 67,4  53,6 0 42,1 36 28,0 35,0 30,0 5,6 67,0 28,0  ,5  31,6 85,0 26,0  70,6  26,6   3,8 388,0  316,4 542  31,8  33,3  26,  30,9  45,5  54,6  69,1  44,7  37,8  39,4  34,2  40,4  325,9  486,1  73  40,3  \fРОЗДІЛ 3 ВПЛИВ ВІТЧИЗНЯНИХ ДОБРИВ І РЕГУЛЯТОРІВ РОСТУ РОСЛИН НА ЕКОЛОГІЧНИЙ СТАН ГРУНТУ ТА ВИНОС ПОЖИВНИХ РЕЧОВИН БУРЯКОМ ЦУКРОВИМ 3.1. Характеристика досліджуваних добрив і регуляторів росту рослин Під поняттям добрива, якщо не перераховано їх, ми розуміємо: мінеральні добрива – «тукосуміш», «амофос-34», нітрофоска, аміачна селітра, органомінеральні добрива – «Віталист», «Оазис», «Добродій»; мікробіологічні препарати «Азотовіт», «Ембіонік»; регулятори росту рослин – «Емістим», «Ендофіт», «Екостим», «Неофіт», «Гарт», «Ноостим», «Вегестим», «Агростим». Нові добрива мали такий вміст поживних речовин (табл. 3.1) Таблиця 3.1 Хімічний склад нових добрив Найменування марок добрив  Масова частка в сухій речовині, % загального азоту  нітратного загального азоту фосфору Тукосуміш  калію  кальцію  Магнію  Марки А  8+2  2,0  25 + 2  25 + 2  4,0  3,0  Марки В  8+2  3,0  20 + 2  30 + 2  4,0  3,0  Марки С  15 + 2  7,0  16 + 2  16 + 2  4,0  3,0  Марки Д  20 + 2  10,0  10 + 2  10 + 2  4,0  3,0    + 2  20 + 2  Амофос Амофос 34  10 + 1  34 + 2  «Гумісол» – це коричнева високогумусована рідина без запаху, що має бактерицидні і фунгіцидні властивості, зовсім не шкідливе та безпечне як для людини, так і для тварин, комах, рослин і всієї мікрофлори. У препарату слабо лужна реакція. Препарат містить у собі всі компоненти біогумусу у розчинному  74  \fстані: гумати, фульвокислоти, амінокислоти, вітаміни, природні фітогормони, макро- і мікроелементи і спори ґрунтових мікроорганізмів. Технологічний процес отримання гумісолу дозволяє зберегти всі властивості, що присутні в біогумусі. Позакореневе підживлення рослин позитивно впливає на ріст і розвиток рослин. Це також стимулятор росту рослин. Оброблені гумісолом листки збільшують інтенсивність живлення кореневої системи, всієї рослини в цілому азотом і вуглекислим газом з атмосфери. Препарат має такі основні властивості: підвищує схожість, енергію проростання насіння і фотосинтез рослин, стимулює коренеутворення, ріст і розвиток, підвищує імунітет, збільшує вміст цукрів, білків і вітамінів у плодах і овочах, стимулює розвиток і особливо цвітіння рослин. Застосування «Гумісолу» ефективне для всіх культур. «Віталист» – це рідина, рідке органо-мінеральне добриво. Воно призначене для передпосівної обробки насіннєвого і посадкового матеріалу та для позакореневого підживлення сільськогосподарських культур. В склад «Віталисту» входить 3,4% амонійного азоту, 6,5% фосфору, 7,9% калію, 0,53% міді, 0,36% бору, 0,  молібдену. Крім того, в його складі є гумінові, сульфокислоти, біологічно активні речовини з антистресовою активністю. Головна перевага «Віталісту» в тому, що макро- і мікроелементи знаходяться у фізіологічно-активній органо-мінеральній формі, що дозволяє при невисоких дозах забезпечувати суттєве посилення росту і розвитку культур. Останнє супроводжується підвищенням продуктивності й якості урожаю. На відміну від традиційних мінеральних добрив, значна частина яких після внесення зв’язується у ґрунті, «Віталіст» повністю засвоюється при нанесенні на насіння і при позакореневому підживленні по вегетації. Комплексне мінеральне  рідке добриво «Оазис» – це рідина світло-  коричневого кольору з об’ємною масою 1,46 т\/м3. Добриво призначене для позакореневого підживлення сільськогосподарських та декоративних культур. 75  \fГоловна перевага «Оазису» полягає в тому, що макро- і мікроелементи знаходяться у фізіологічно-активній органо-мінеральній формі, що дозволяє при невисоких дозах забезпечувати суттєве посилення росту і розвитку посівів. Це супроводжується підвищенням продуктивності і якості урожаю. На відміну від традиційних мінеральних добрив, значна частина яких після внесення зв’язується у грунті, «Оазис» повністю засвоюється при внесенні на насіння і при позакореневому підживленні по вегетації. Таблиця 3.2 Склад добрива «Оазис» Макроелементи  Вміст, %  Азот (N)  20,6  В тому числі: нітратний  0,6  амідний  20,0  Оксид калію (К2О)  4,5  Мікроелементи Сірка (S)  0,1  Бор (B)  0–0,071  Кобальт (Со)  0,006–0,0084  Мідь (Сu)  0,014–0,2  Цинк (Zn)  0,026 мг\/л–0,091  Залізо (Fе)  0–0,08  Марганець (Мn)  0–0,079  Молібден (Мо)  0–0,018  Магній (Мg), не менше  2,0  Неофіт. Біологічний препарат фітогормональної дії, який одержують в результаті виділення із продуктів метаболізму мікроорганізмів.В склад даного препарату входить амінокислоти, макро- і мікроелементи, водорозчинні білки, вітаміни, речовини з ауксиновою цитокініновою і гібереліновою активністю. Даний препарат може бути використаний для обробки насіння, а також при обприскуванні посівів по вегетації з нормою витрати 20-40-50 мл\/т або 20-40-80 76  \fмл\/га як індивідуально так і з пестицидами (протруйниками, інсектицидами, гербіцидами). «Агростим» – рідина коричневого кольору із специфічним запахом свіжого грунту. Діюча речовина: основою є мінерально-органічне добриво в складі: мікроелемент, г\/л: азот (N) – 107,0, калій (К) – 159,2, фосфор (Р) –  0,0; мікроелементи у хелатній формі, г\/л: залізо (Fe) – 2,54; кобальт (Со) – 0,025; магній (Мg) – 3,43; марганець (Мn) – 2,54; мідь (Cu) – 0,95 г; молібден (Мо) – 0,063; цинк (Zn) – 0,95; бор (B) – 0,32; сірка (S) – 7,40 (два останні в мінеральній формі); калійні солі гумінових та фульвокислот – 17,2 г\/л. Для ефективного засвоєння рослинами перелічених компонентів до складу препарату введено композицію природних фітогормонів та їх синтетичних аналогів – 2,47 г\/л. Використовується для підвищення врожайності та якості продукції шляхом передпосівної обробки насіння і\/або обробки вегетуючих рослин в технологіях вирощування колосових зернових і зернобобових культур, кукурудзи, соняшника, цукрового буряка, ріпаку, овочевих культур, ягідників, плодових дерев та декоративних насаджень. Забезпечує рослини всіма необхідними елементами живлення і гарантує потрапляння в середину клітин без зайвих витрат енергії, як елементів самого препарату, так і елементів, засвоєних з грунту. Препарат підвищує енергію проростання та польову схожість насіння, інтенсифікує ріст кореневої системи та збільшує її поглинальну здатність; підвищує стійкість рослин до хвороб, приморозків, посухи, істотно зменшує токсичний вплив засобів захисту; збільшує термін сортооновлення. «Агростим» підвищує врожайність на 15-20% на істотно поліпшує якість продукції. «Агростимулін» – прозорий безбарвний водно-спиртовий розчин. Діюча речовина: збалансований комплекс біологічно активних речовин природного походження (1 г\/л) та синтетичного аналогу фітогормонів – 2,6диметилпіридин-1-оксида (25 г\/л). Препарат має широкий спектр дії. 77  \fЗастосовується для обробки насіння і обприскування посівів пшениці, ячменю, сої, гороху, конюшини, люцерни, гречки, льону. «Агростимулін звичайний» підвищує польову схожість та енергію проростання насіння. Препарат вільно проходить через мембрани клітин, активізує процеси обміну і прискорює росту клітин. Внаслідок цього швидко наростає потужна коренева система та розвинена листкова поверхня, інтенсифікується синтез хлорофілу. Агростимулін зменшує токсичну дію пестицидів на культурні рослини, має антимутагенний ефект. На 10-20 см збільшує врожай та поліпшує якість вирощеної продукції. «Емістим С» – прозорий безбарвний водно-спиртовий розчин. Діюча речовина: збалансований комплекс природних біологічно активних речовин – фітогормонів ауксинової та цитокінінової природи, амінокислот, вуглеводів, насичених та ненасичених жирних кислот, біогенних мікроелементів, Продукт метаболізму вирощених у поживному середовищі грибів – епіфітів з кореневої системи цілющих рослин (1 г\/л). Застосовується при вирощуванні зернових, зернобобових, технічних, кормових, овочевих, плодово-ягідних культур, в лісовому господарстві, ландшафтному дизайні, на квітах та газонах. Збільшує енергію проростання і польову схожість насіння, сприяє розвитку потужної кореневої системи та листової поверхні, підвищує стійкість рослин до хвороб, стресових факторів, заморозків та посухи, знімає фітотоксичний ефект від дії засобів захисту, активізує фітогормональну діяльність, має антимутагенну дію, підвищує врожай та якість вирощеної продукції. «Адаптофіт» – ефективний екологічно безпечний регулятор росту технічних культур. Прозорий безкольоровий або світло-жовтий водноспиртовий розчин. Діючою речовиною є комплекс біологічно активних речовин мікробного походження та похідних піридину – синтетичних регуляторів росту рослин з фітогормональною активністю. Препарат прискорює процеси фотосинтезу, хлоропластогенезу, активізує діяльність клітинних ферментів (нітрогенази, РНК-полімерази) та ферментних систем рослин, підвищує стійкість 78  \fрослин до захворювань. Препарат має високу ауксинову активність, сприяє швидкому утворенню симбіотрофних зв’язків рослин з азот фіксуючою мікрофлорою ризосфери. «Азотовіт» – це природний компонент мікрофлори здорового ґрунту. Отриманий на основі ґрунтових азотфіксуючих мікроорганізмів, від екологічно безпечний,  Це  високоефективне  біологічне  добриво  для  підвищення  урожайності культур. Препарат зарекомендував себе у відкритому і закритому ґрунті, при застосуванні на виснажених і забруднених ґрунтах. Дія «Азотовіту» встановлена на спроможності фіксувати у ґрунті атмосферний азот, який є його складовою частиною. Бактерії за допомогою ферментів переводять атмосферний азот у білкові з’єднання, а при розпаді усіх з’єднань азот звільняється головним чином у вигляді амонію і засвоюється рослинами. «Ембіонік» (ООО «Терравіта»). Мікробіологічне добриво, в склад якого входять молочнокислі, фотосинтетичні, азотфіксуючі бактерії, дріжджі, продукти життєдіяльності організмів. Це мікробіологічний препарат, але власник при його реєстрації назвав добривом. 3.2. Вплив органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин на агроекологічні та агрохімічні показники ґрунту Реакція грунтового розчину та гідролітична кислотність. Визначення рН на прикладі сірого лісового грунту показало, що досліджуваний грунт – кислий. При обробці насіння ОМД і РРР шару грунту 0–20 см не спостерігається змін рН грунту і гідролітичної кислотності (Hr). При обприскуванні посівів ОМД у дозі 50 л\/га в шарі грунту 0–20 см рН був вище контролю на 0,2 одиниці, а стандарту на рівні контролю. Гідролітична кислотність грунту при використанні ОМД і РРР була на рівні контролю. При використанні ОМД «Оазис» у дозах 30 та 50 л\/га гідролітична кислотність грунту знизила на 0,5 мг-екв\/100 г грунту. При використанні РРР «Емістим» рН і гідролітична кислотність були на рівні контролю. 79  \fВплив ОМД  і  РРР на  обмінні основи та катіонно-обмінну  спроможність грунту. Вміст обмінних основ в шарі грунту 0–20 см при обробці насіння ОМД «Віталист» зріс – Са+2 на 2,7 мг-екв\/100 г грунту, Mg+2 – на 0,1 мгекв\/100 г грунту, сума вбірних основ на 2,3 мг-екв\/100 г грунту. При використанні ОМД «Оазис» вміст обмінних основ грунту в порівнянні до контролю збільшився : Са+2 на 2,4 мг-екв\/100 г грунту, Mg+2 – на 0,5 мг-екв\/100 г грунту, сума вбірних основ на 2,9 мг-екв\/100 г грунту. Обмінні основи Са+2 і Mg+2 при використанні ОМД «Віталист» у дозі 20 л\/т зросли відповідно на 1 та 0,2 мг-екв\/100 г грунту у порівнянні із стандартом «Гумісол»; ОМД «Оазис» на 0,7 і 0,6 мг-екв\/100 г грунту відповідно. Сума ввібраних основ при використанні ОМД «Віталист» зросла на 1,7, «Добродію» – 1,4, а при використанні ОМД «Оазис» – 0,5 мг-екв\/100 г грунту по відношенню до стандарту. При обробці насіння РРР «Емістим» вміст обмінних іонів Са+2 і Mg+2 в грунті був вище контролю на 1,8 мг-екв\/100 г грунту. Таким чином, ОМД «Віталист», «Оазис» та «Добродій» у дозах 30-50 л\/га РРР «Емістим» в дозі 10-25 мл\/га і інші позитивно впливають на покращення вмісту обмінних основ Са+2 і Mg+2, а також суму ввібраних основ до контролю та стандарту. Пояснюється це можливим позитивним впливом мікробіологічних процесів  у  ризосфері  рослин,  завдяки  зростанню  загальної  біомаси  мікроорганізмів у грунті ризосфери рослин, що сприяє перетворенню важкодоступних форм у рухомі. Можливо є позитивний вплив попередника (пшениця озима), що сприяло збагаченню поживними рештками та їхній активній мінералізації. Вплив ОМД і РРР на вміст гумусу у грунті. У грунті дослідної ділянки в середньому за роки досліджень при обробці насіння ОМД і РРР не спостерігали суттєвого збільшення вмісту гумусу у грунті. Так, при дозі ОМД «Віталист» 5 л\/т вміст гумусу у грунті підвищувався лише на 0,03% по відношенню до контролю і на 0,02% – до стандарту. 80  \fВплив ОМД і РРР на поживний режим грунту. Азотний режим грунту. При проведенні оцінки ОМД і РРР на вміст азоту органічних сполук, що легко гідролізується у грунті в кількісному відношенні виявився у варіантах досліду одного рівня. В проведених дослідженнях від використання ОМД і РРР як при обробці насіння ріпаку, так і при обприскуванні посівів, в деяких випадках дещо незначно зростав вміст азоту, що легко гідролізується, але це збільшення було в точності досліджень. Вміст рухомих сполук фосфору. При використанні ОМД і РРР вміст рухомого фосфору змінювався. Так, кількісний вміст рухомих фосфатів змінювався від 153 до 202 мг\/кг при обробці насіння ОМД «Віталист», Оазис» і «Добродій» від 165 до 203 мг\/кг в шарі грунту 0-20 см, від РРР «Емістим» - від 140 до 187 мг\/кг грунту. За роки проведення досліджень в шарі грунту 0-20 см при обробці насіння вміст рухомого фосфору зріс на 25-44 мг\/кг до контролю і на 14-23 мг\/кг до стандарту. При обробці насіння ОМД «Оазис» рухомі форми фосфатів були вище на 7-45 мг\/кг до контролю і на 11-34 мг\/кг грунту до стандарту. При обприскуванні посівів, в шарі грунту 0-20 см також відмічено збільшення рухомих форм фосфатів. Від використання РРР «Емістим» вміст рухомих форм фосфору зростав на 25-27 мг\/кг грунту. Від «Гумісолу» вміст рухомих форм фосфору зростав на 1 6 мг\/кг грунту. ОМД «Оазис» перевищував на 36-82 мг\/кг контроль та на 11-26 мг\/кг до стандарту. Таким чином, ОМД і РРР позитивно впливають на зростання вмісту рухомого фосфору у грунті та сприяють перетворенню важкорозчинних форм фосфору у рухомі форми. Вміст рухомого калій в грунті. Кількісний вміст рухомого калію у грунті при різних способах використання ОМД і РРР наближався до контролю. Так збільшення рухомого калію при обробці насіння ОМД «Віталист» становило 959 мг\/кг грунту (середнє за 4 роки 27-59 мг\/кг) до контролю, та 17 мг\/кг до 81  \fстандарту (див. табл. 2). При використанні ОМД «Оазис» збільшення рухомого калію становило 26-61 мг\/кг до контролю, та на 16 мг\/кг до стандарту. Таблиця 3.3 Вплив ОМД і РРР на агрохімічні показники сірого лісового грунту (середнє за 2004-2010 роки) Варіанти дослідів  Нг  рН  Обмінні основи мгекв\/100 г грунту Са Mg  Вміст гумусу ,%  Легкогідр олізовани й азот, мг\/кг  Рухомий фосфор, мг\/кг  Обмінн ий калій  При обробці насіння. Шар грунту 0-20 см 1. Контроль (водою) 2. Емістим, 10 мл\/т 3. Гумісол   л\/т (стандарт) 4. Віталист 20 л\/т 5. Оазис 20 л\/т 6. Добродій 20 л\/т НІР005 1. Контроль (водою) 2. Емістим, 10 мл\/т 3. Гумісол   л\/т (стандарт) 4. Віталист 20 л\/т 5. Оазис 20 л\/т 6. Добродій 20 л\/т НІР005  2,5  4,8  7,0  1,0  1,18  73,9  158  100  2,4 2,4  4,9 5,0  8,8 8,7  1,0 0,9  1,21 1,19  78,4 -  187 169  113 110  2,4 5,0 9,7 1,1 1,21 73,7 2,4 5,0 9,4 1,5 1,20 74,3 2,4 5,0 8,7 1,1 1,21 74,3 0,21 0,40 0,78 0,09 0,11 6,08 При обприскуванні посівів. Шар грунту 0-20 см 2,6 4,8 6,96 0,59 1,18 72,4  202 203 202 14,74   7  6  6 9,80  145  94  2,5 2,5  4,9 5,0  2,4 2,1  5,0 5,0  0,22  0,42  7,15  0,63  0,74  0,07  1,21 1,21  72,3 74,2  170 171  119 194  1,21 1,20  69,2 73,1  190 191  153 155  0,11  5,99  14,33  13,79  При обприскуванні посівів ОМД «Віталист» вміст рухомого калію у шарі грунту 0-20 см зріс на 59-102 мг\/кг та ОМД «Оазис» на 50-80 мг\/кг до контролю. При використанні «Гумісолу» вміст рухових форм калію в проведених дослідженнях на сірих лісових грунтах зростав на 10-100 мг\/кг і від «Емістиму» на 13-25 мг\/кг грунту. Таким чином, ОМД «Віталист», «Оазис» та «Добродій» позитивно впливають на зростання вмісту рухомого калію у грунті та сприяють переходу необмінних форм у обмінні. 82  \fВплив ОМД і РРР на вміст мікроелементів у грунті. Зміна агрохімічних властивостей грунту в результаті тривалого використання добрив впливає на рухомість, трансформацію і біогенну міграцію мікроелементів. При нестачі мікроелементів у грунті ефективність добрив знижується на 10-  % та більше. Вміст мікроелементів сірого лісового грунту у шарі грунту 0-20 см при обробці насіння за роки проведення досліджень був вище чи на рівні контролю. Вміст мікроелементів на контролі при обробці насіння становив марганцю (Mn) 18 мг\/кг, міді (Cu) 4,0 мг\/кг та цинку (Zn) 6,9 мг\/кг грунту та при обприскуванні посівів Mn 20 мг\/кг, Cu 4,4 мг\/кг та Zn 6,9 мг\/кг. Таблиця 3.4 Вміст мікроелементів і важких металів у грунті (середнє за 2006-2009 рр.) Вміст мікроелементів, мг\/кг Варіанти дослідів  1. 2. 3. 4. 5. 6.  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Mn Cu Zn При обробці насіння. Шар грунту 0-20 см Контроль (водою) 18 4.0 6,9 Емістим, 10 мл\/т 18 3,9 7,1 Гумісол   л\/т (стандарт) 17 3,0 6,9 Віталист 20 л\/т 20 4,0 7,3 Оазис 20 л\/т 18 4,1 6,5 Добродій 20 л\/т НІР005 1,67 0,31 0,58 При обприскуванні посівів. Шар грунту 0-20 см Контроль (водою) 20 4,4 6,9 Емістим, 10 мл\/т 19 3,9 7,1 Гумісол   л\/т (стандарт) 20 3,6 6,9 Віталист 20 л\/т 20 4,4 6,5 Оазис 20 л\/т 19 3,5 6,3 Добродій 20 л\/т НІР005 1,67 0,32 0,59  Вміст важких металів, мг\/кг Cd Pb 0,1 0,1 0,1 0,1 0,1  1,7 1,7 1,7 1,7 1,7  0,1 0,1 0,1 0,1 0,1  1,7 1,7 1,7 1,7 1,7  ОМД «Віталист» при обробці насіння проявив свої властивості у шарі грунту 0-20 см наступним чином – вміст Mn зріс на 2 мг\/кг до стандарту; вміст Cu був на одному рівні до контролю і вище на 1 мг\/кг до стандарту; вміст Zn зріс на 0,4 мг\/кг до контролю та стандарту. 83  \fПри обробці насіння ОМД «Оазис» вміст Mn був на рівні контролю та зріс на 1 мг\/кг грунту до стандарту. За вмістом Cu зріс на 0,1 мг\/кг грунту до контролю та на 1,1 мг\/кг до стандарту, а за вмістом Zn навпаки зменшився. При обприскуванні посівів ОМД «Віталист» дозою 50 л\/га вміст Mn в шарі грунту 0-20 см був на рівні контролю та стандарту,вміст Cu був на рівні контролю та зріс на 0,8 мг\/кг до стандарту; вміст Zn в грунті був нижче як до контролю, так і до стандарту на 0,4 мг\/кг. При обприскуванні посівів ОМД «Оазис» вміст мікроелементів Mn , Cu, Zn в шарі грунту 0-20 см був нижчий відносно контролю. Від використання РРР «Емістим» вміст мікроелементів було підвищення тільки по цинку на 2,0 мг\/кг. Таким чином, при використанні ОМД і РРР вміст мікроелементів у грунті дещо підвищується, чи не змінюється та знаходиться на одному рівні до контролю та стандарту. За роки проведення досліджень вміст важких металів досліджених ділянок поля при використанні ОМД і РРР був на рівні контролю та стандарту та становив Cd 0,1 мг\/кг та Pb 1,7 мг\/кг у верхньому шарі грунту, на всіх варіантах, які ми досліджували, не було перевищення ГДК в грунті, що свідчить про екологічну безпечність використання ОМД і РРР. Встановлено, що при використанні нових добрив у рекомендованих дозах і співвідношенні між елементами живлення в грунті не збільшується вміст важких металів вище ГДК. Характеризуючи динаміку рухомих форм азоту, фосфору і калію в грунті, необхідно враховувати запаси продуктивної вологи грунту в період вегетації сільськогосподарських культур. Вміст азоту в грунті прямо пропорційно залежить від кількості внесеної в грунт нітроамофоски і зростає на варіантах від 1 до 3 ц\/га. Використання 3 ц нітроамофоски під культивацію збільшує вміст азоту в грунті від 166 до 200 мг\/кг і калію від 140 до 157 мг\/кг. 84  \fВ дослідженнях з органо-мінеральними добривами при аналізі грунту після збирання культур, які обприскували «Гумісолом», виявлено, що вміст легкогідролізованого азоту, рухомого фосфору і калію на оброблених посівах був на рівні контролю чи навіть дещо вищим. Отже, обробка посівів Гумісолом не знижує родючості грунту. Застосування великої кількості добрив, особливо фізіологічно кислих (азотні, калійні та ін.) зумовлює погіршення фізико-хімічних і біологічних властивостей грунтів, насамперед мало буферних, легких. Грунтознавці і агрохіміки вже давно встановили побічну дію добрив, їх вплив на підкислення грунтів. Ефективність же складних добрив(в тому числі і «Амофосу-34») у значній мірі визначається наявністю в їх складі водорозчинних форм фосфору; складні добрива мають ряд переваг в порівнянні з односторонніми туками. Вони дозволяють краще забезпечити потребу рослин в поживних речовинах. Наші дослідження показують, що складні добрива по ефективності не уступають набору простих добрив внесених в еквівалентних кількостях, а в ряді випадків і переважають їх. Це пояснюється ефективністю складних добрив кращим розташуванням елементів живлення, в першу чергу фосфатів, нерівномірність яких дуже впливає на урожай, ніж нерівномірність внесення азоту і калію. 3.3. Вплив органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин на мікробіологічні процеси в грунті Останнім часом різко постало питання продовольчої безпеки України, особливо у зв’язку з подорожчанням енергоносіїв, скороченням виробництва мінеральних добрив, зростанням вартості умовної одиниці продукції. Одним із сучасних напрямків збереження та підвищення продуктивності земель є впровадження у сільськогосподарське виробництво енергозберігаючих 85  \fтехнологій із використанням нових вітчизняних добрив та регуляторів росту рослин, які не забруднюють навколишнє природне середовище [1–3]. Свій вагомий внесок у підвищення та покращення якості продукції сільськогосподарських культур відіграють біологічні, мікробіологічні препарати і добрива. Родючість грунту, тобто здатність грунту віддавати поживні речовини, накопичувати та утримувати вологу і повітря, уже мільярди років створюють грунтові живі організми. Залежно від того, які види мікроорганізмів переважають у грунті, він буде менш чи більш родючий. Від життєдіяльності грутових мікроорганізмів у значній мірі залежить родючість грунту. Тому в наших дослідженнях є питання про те, який вплив мають рістрегулюючі рослини на формування і функціонування мікробних ценозів. Незважаючи на важливість цього питання воно до нинішнього часу залишається мало вивченим [8]. Однак в умовах України досліджень щодо застосування та впровадження у сільськогосподарське виробництво нових вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин проведено недостатньо. З огляду на вищезазначене обрана тема наукового дослідження є своєчасною і актуальною. Є прості, доступні і мало затратні засоби підвищення урожайності сільськогосподарських культур. Це органо-мінеральні добрива, регулятори росту рослин, мікробіологічні препарати. Протягом 1996-2014 років ми вивчали вплив нових добрив і стимуляторів (регуляторів) росту рослин на урожайність і якість сільськогосподарських культур та вплив їх на мікробіологічні процеси у грунті [47, 48,  9–131, 180]. Польові досліди з мінеральними добривами проведені на чорноземах типових середньосуглинкових АПГ «Промінь» Васильківського району Київської області. Польові досліди з органо-мінеральними добривами і регуляторами росту, де вивчали мікробіологічні процеси у грунті проводили на сірих  лісових  грунтах  дослідного  природокористування НААН. 86  поля  Інституту  агроекології  і  \fСірі  лісові  грунти  дослідного  поля  Інституту  агроекології  і  природокористування НААН мали слідуючу агрохімічну характеристику: вміст гумусу по Тюрину – 1,18%, легкогідролізованого азоту за Корнфільдом – 64 -86, рухомого фосфору – 110-140 і рухомого калію – 70-110 мг\/кг грунту за Кірсановим та Мочигіним, гідролітична кислотність іонометрично 1,34 мг\/екв\/100 г грунту, рН – 4,8-5,1. Чорноземи типові середньо суглинкові АПГ «Промінь» перед закладкою дослідів мали таку агрохімічну характеристику: вміст гумусу – 3,5-3,8%, –  5,8-6,0,  гідролітична  кислотність  –  1,9-2,2  мг-екв\/100  г  рН  грунту,  легкогідролізованого азоту –  6-140 мг\/кг, рухомого фосфору – 140195,рухомого калію – 145-168, кальцію –  ,2-14,2, магнію – 1,7-2,0 мг\/кг грунту. Чисельність  мікроорганізмів  основних  таксономічних  та  екологотрофічних груп у ризосфері рослин визначали за методом висіву грунтової суспензії на поживні середовища: азотфіксаторів – на безазотному середовищі  Виноградського;  амоніфікаторів  –  мя’сопептідному  агарі;  міксоміцетів – на середовищі Чапека; біологічну активність грунту – за вмістом загальної біомаси мікроорганізмів ре гідратаційним методом; інтенсивність дихання грунту – методом Штатнова, целюлозоруйнівну активність – методом Крістенсена, фітотоксичність грунту – за методом А.М.Гродзинського. Проведені нами дослідження показують, що мікроорганізми відіграють важливу роль у формуванні родючості грунту. Від їх діяльності в значній мірі залежить родючість грунту, а вміст поживних речовин в ньому, в свою чергу, впливає на чисельність мікроорганізмів. Вплив мінеральних добрив – Тукосуміші, Амофосу - 34 і Амофосу-52 на чисельність мікроорганізмів основних екологотрофічних і систематичних груп проявлявся по різному під різними сільськогосподарськими культурами. Як відомо, педотрофні мікроорганізми беруть участь у перетворенні водорозчинної фракції органічної речовини грунту і найбільш адекватно відображують загальний розвиток мікрофлори в грунті [47, 48,  9–131, 179]. В наших дослідах 87  \fпід цукровим буряком найбільша чисельність педотрофних мікроорганізмів (9,9 млн. КУО в 1 г грунту) виявлено за застосування мінеральних добрив. За використання різних видів амофосу кількість зазначеної групи мікроорганізмів була нижчою, ніж за внесення NPK, проте вона перевищувала показники неудобреного контролю в 1,5-1,7 рази. Чисельність амілолітичних бактерій в грунті всіх дослідних варіантів мало відрізнялась. Органотрофні мікроорганізми найактивніше розвивались в грунті варіанту з NPK. Істотна різниця між варіантами виявлена щодо чисельності фосфатмінералізуючих мікроорганізмів, здатних розчиняти трикальцієві фосфати. При застосуванні Амофосу-34 і Амофосу-52 вона була в 2,3-2,9 рази вищою, ніж на контролі. При застосуванні мінеральних добрив (амофос-34, амофос-52 і NPK) під посівами підвищувалась чисельність сульфатвідновлюваних мікроорганізмів КУО 1 г грунту, вміст азотобактеру підвищувався у 2,0-2,5 рази, педотрофних у 1,5 разів. Щільність азотобактеру в контрольному грунті була також низькою, внесенні мінеральні добрива позитивно впливали на його розвиток. Таким чином, в умовах проведених польових дослідів кількість мікроорганізмів в грунті змінювалась під впливом як внесених добрив, так і вирощуваних  сільськогосподарських  культур.  В  цілому,  педотрофні  мікроорганізми активніше розвивались при застосуванні NPK. За кількістю амінолітичних і органотрофних мікроорганізмів різниця між варіантами досліду була незначною. Нові добрива, порівняно з NPK, сприяли активнішому розвитку фосфатмінералізуючих бактерій. Педотрофні мікроорганізми активно розвивались в грунті за застосування Ендофіту, де їх кількість була в 1,9 рази більшою, ніж на контролі. Після Гумісолу їх було в 1,3 рази більше. Застосування Ендофіту і Гумісолу впливало на розвиток целюлозоруйнівних мікроорганізмів, які відіграють важливу роль у трансформації рослинних решток. Кількість останніх після Ендофіту було вдвічі більшою, а після Гумісолу майже в 3 ради більшою, ніж на контролі. 88  \fТаблиця 3.5 Вплив добрив на чисельність мікроорганізмів грунту (чорноземи типові, АПГ  Мікроміцети, тис КУО в 1 г  Азлтобактер, %  Сульфатвідновлюв альні, тис КУО в 1 г  Фосфатмінераліз уючі, тис. КУО в 1г  Органотрофи, млн. в КУО в 1 г  Амілолітичні,мл н..КУО в 1 г  Педотрофи, млн. КУО в 1 г  Варіант досліду  «Промінь», середнє за 2000-2002 рр.)  3,8 3,0 7,0 3,5 7,0 14,3 4,0 8,9 2,1 4,6 6,0 24,6 Грунт під картоплею 2,0 15,2 66,0  49,5 42,5 52,5 49,5  10,0 20,0 36,0 16,0  10,5  6,0  2,2 11,3 25,0 1,9 10,6 90,0 2,2 5,8 13,4 Грунт під кукурудзою 5,8 7,0 2,5  13,5 15,0 14,0  16,0 30,0 16,0  23,0  4,0  5,4 5,1 6,0 4,1 6,3 24,8 5,0 16,0 6,3 Грунт під буряком цукровим 6,2 14,5 6,0  20,5 40,5 49,5  8,0  ,0 16,0  24,5  4,0  27,5 37,0 55,0  8,0 10,0 8,0  Грунт під пшеницею озимою Контроль (без добрив) Амофос-34 Амофос-52 NPK  1,9 3,4 3,6 6,9  4,7 4,5 4,7 4,7  Контроль (без добрив) Амофос-34 Амофос-52 NPK  1.6  3,9  1,8 1,4 2,2  1,7 1,5 1,7  Контроль (без добрив) Амофос-34 Амофос-52 NPK  6,6  10,0  6,2 5,4 6,9  8,5 35,5 40,5  Контроль (без добрив) Амофос-34 Амофос-52 NPK  6,4  1,4  9,9 7,4 8,9  1,1 1,0 1,2  7,4 5,9 7,7  15,5  ,5 10,0  13,0 6,0 13,0  Встановлено, що при позакоревому обробленні ОМД зростав вміст загальної мікробної маси в грунті на посівах кукурудзи на 16,32 – 46,35 і на посівах сої на 5,21–35,2 мкг С\/г грунту, під РРР відповідно на 17,13–52,52 і 4,07– 18,75 щодо контролю. Гумінові кислоти у складі ОМД справляють позитивний вплив на біологічну активність грунту.  89  \fПри цьому фітотоксичність грунту знизилась на посівах кукурудзи на 0,47– 2,55, а під посівами сої на 1,57–5,21%. Проведення аналізу фітотоксичності грунту за схожістю насіння на грунтовій пластинці показало, що ОМД і РРР позитивно впливають на зниження фітотоксичності грунту. Інтенсивність дихання грунту була найнижчою на контролі, у кожному варіанті на посівах кукурудзи вона становила 28,96 і на посівах сої 31,87 мг СО 2 кг грунту. При застосуванні ОМД і РРР інтенсивність дихання грунту була вищою на всіх варіантах, ніж на контролі як на посівах кукурудзи так і сої. Таблиця 3.6 Чисельність мікроорганізмів в грунті під буряком цукровим при обприскуванні посівів гумісолом, гумісолом-екстра і гумісолом-супер  Амілолі тичні  Педотро фні  Чисельність бактерій, Целюло МікроАзотомільйон КУО в 1 г грунту зоруйнівні міцели тис в бактер, % мікроорга 1 г грунту нізми, тис. в 1 г грунту  Варіанти досліду  Цукровими буряками 3,9 1,2  Контроль (без добрив) Гумісол  0,7 0,7  3,2  Гумісолекстра Гумісолсупер Гумісол+ Ендофіт  1,8  Підвищення  51,7  10  2,3  58,9  10  2,3  2,6  47,3  10  3,1  2,2  2,0  55,0  10  3,6   ,4  1,8  57,8  14  інтенсивності  дихання  як  інтегрального  грунту  агроекологічного показника біологічної активності щодо контрольного варіанту свідчить про підвищення активності грунтового біоценозу в цілому, а це значить, що йде підвищений розклад органічної речовини. При застосуванні Гумісолу у грунті  кореневої зони збільшується  чисельність мікроорганізмів амоніфікаторів, що розкладають білки до амонійних сполук,  які  доступні  рослинам,  оліготрофілів 90  та  міцеліальних  форм  \fмікроорганізмів, серед яких багато продуктів біологічно активних речовин. Хоча підвищення чисельності грибів може свідчити про фітопатогенез. Таблиця 3.7 Вплив стимуляторів росту рослин на грунтову мікрофлору сірого лісового грунту, 2000-2003 рр. Варіанти досліду  Контроль (без добрив) Гумісол  Чисельність бактерій, мільйон Целюло Мікро Азотозоруйнівні КУО в 1 г грунту міцели, тис. бактер, % мікроорга в1г Амілолітичні Педотрофні нізми, грунту тис. в 1 г грунту Чисельність мікроорганізмів в грунті під цукровим буряком 0,7 3,5 1,2 51,8 10  Гумісолекстра  3,6   ,4  1,8  57,8  10  1,7  3,2  2,3  58,9  10  Чисельність мікроорганізмів в грунті під картоплею Контроль (без добрив) Гумісолекстра  1,8  2,3  2,5  55,0  10  3,1  2,2  2,0  57,8  10  При застосуванні Гумісолу у грунті під соєю і під кукурудзою спостерігається тенденція до підвищення вмісту загальної мікробної маси, що свідчить про підвищення активності грунтового біоценозу в цілому. Зокрема, в 1,5-2 рази підвищується активність розкладу целюлози у грунті. Повністю знімається фітотоксичність грунту під кукурудзою, а під соєю грунтовий розчин навіть набуває стимулюючого впливу на проростання насіння злакових культур. При застосуванні Віталисту у грунті кореневої зони сої збільшується чисельності мікроорганізмів амініфікаторів, що розкладають білки до амонійних сполук, які доступні рослинам, і це добре, проте підвищення кількості грибів є негативним процесом, адже це свідчить про підвищення загрози фітопатогенезу.  91  \fВіталист впливає на активність мікробного ценозу кореневої зони рослин сої та кукурудзи, значно підвищує вміст загальної мікробної маси та целюлозоруйнівну активність. Підвищує інтенсивність \"дихання\" грунту, що свідчить про підвищення активності грунтового біоценозу в цілому. Це відбувається завдяки підвищенню кількості органічного субстрату у вигляді кореневих виділень та кореневого опаду, що у свою чергу, свідчить про високі стимулюючі властивості Віталисту. В проведених дослідженнях вміст мікроорганізмів змінювався від препарату, його дози, культури і погодних умов. На 35% підвищує вміст мікробної маси у грунті під соєю та кукурудзою, але лише у концентрації 25 л\/га, що свідчить про підвищення активності біоценозу в цілому. Зокрема, в 3-4 рази активізує розклад целюлози у грунті, але лише при дозі 25 л\/га. Повністю знімає фітотоксичність грунту під соєю, а під кукурудзою грунт набуває навіть стимулюючого впливу на проростання насіння злакових культур. Отже, за впливом на біологічну активність грунту, концентрація 25 л\/га є більш доцільною. Досліджено вплив нових добрив амофос-34 в порівнянні з іншими на чисельність мікроорганізмів основних еколого-трофічних груп. Показано, що в умовах проведеного полового досліду, неотрофні мікроорганізми більш активно розвивались при застосуванні NPK. Крім того, препарат стимулює проростання насіння і проявляє тенденцію до зниження токсичності грунту. Амоніфікатори – мікроорганізми, що трансформують органічні сполуки азоту в амонійні. Оліготрофи (мікрофлора розсіяння) – мікроорганізми останнього етапу деструкції органічних речовин, тобто засвоюють поживні речовини з дуже розріджених грунтових розчинів (з низькою концентрацією елементів). При обробленні насіння кукурудзи, навпаки Віталіст не впливає на мікробний ценоз її кореневої зони і грунт. Проте у дозі 40 л\/га підвищує вміст загальної мікробної маси, «дихання» грунту та целюлозо руйнівну активність. 92  \fВіталіст збільшує чисельність мікроорганізмів амоніфікаторів, що розкладають білки до амонійних сполук, які доступні рослинам, і це добре, проте підвищення кількості грибів не є добрим. Повністю знімає фіто- токсичність грунту під соєю, а під кукурудзою грунт набуває навіть стимулюючого впливу на проростання насіння злакових культур у концентрації 20-25 л\/га. Мікроміцети активно розвивались у грунті всіх дослідних ділянок у посівах у досліді з картоплею спостерігалась тенденція розвитку мікроорганізмів всіх видів після «Гумісолу» (амілолітичних в 1,8, целюлозо-руйнівних і азотобактеру в 1,5 рази більше, ніж на контролі). Вміст азотобактеру був невисоким, що можливо, пояснюється сезонністю розвитку цих мікроорганізмів і значним зменшенням щільності його популяцій в осінній період. Таким чином, проведені дослідження показали, що при оцінці впливу регуляторів росту рослин на грунтову мікрофлору мікроорганізми також опосередковано діють через рослини. В жодному випадку не зареєстровано стійкого пригнічення розвитку мікрофлори або негативно змін складу мікробного угрупування внаслідок використання дослідних біостимуляторів. Досліджено вплив нових мінеральних добрив (амофос-34) в порівнянні з іншими видами добрив на чисельність мікроорганізмів основних екологотрофічних груп. Показано, що в умовах проведеного польового досліду педотрофні мікроорганізми більш активно розвивались при застосуванні NPK. При  застосуванні  різних  видів  амофосу  кількість  педотрофних  мікроорганізмів була нижчою, ніж при внесенні NPK, проте вона перевищувала показники контролю в 1,5-1,7 рази. В грунті під кукурудзою найбільша кількість педотрофних, амінолітичних і фосфат мобілізуючих мікроорганізмів виявлена при застосуванні NPK, де вона була в 3-4 рази вищою ніж на контролі. Гумісол   л\/га позитивно впливає на загальну біологічну активність грунтової біоти кореневої зони, підвищуючи або інтенсивність дихання (під 93  \fсоєю), або вміст загальної мікробної маси у ризосферному грунті кукурудзи. На пластинці грунту з-під сої підвищується схожість насіння злакових культур. Віталист 20 л\/га впливає на активність мікробного ценозу кореневої зони рослин сої. Значно підвищує вміст загальної мікробної маси та целюлозо руйнівну активність. Крім того, препарат стимулює проростання насіння і проявляє тенденцію до зниження токсичності грунту. У дозі 40 л\/га Віталист лише впливає на зниження фітотоксичності грунту під соєю. При обробці кукурудзи, навпаки, Віталист у дозі 20 л\/га не впливає на мікробний ценоз її кореневої зони і грунт. Проте у дозі 40 л\/га підвищує вміст загальної мікробної маси, дихання та целюлозоруйнівну активність. Оазис у дозі 40 л\/га підвищує вміст загальної мікробної маси у грунті кореневої зони рослин сої і кукурудзи. За оброблення кукурудзи Оазисом у дозі 20 л\/га підвищується також й целюлозоруйнівна активність у грунті. Обидві концентрації мають тенденцію знижувати фітотоксичність і стимулювати підвищення схожості насіння. Добродій не впливає на біологічну активність грунту кореневої зони рослин і на мікробіологічні показники, але дещо підвищує його фітотоксичність на 7,6 і 16,3% відповідно під кукурудзою та соєю. Емістим у дозі 10 мл\/га слабо підвищує всі показники біологічної активності грунту у посівах сої, а саме: інтенсивність дихання та деструкції целюлози, вміст загальної мікробної маси та нівелює токсичність грунту. Значно ефективніше препарат діє на грунтову біоту у посівах кукурудзи, адже значно підвищується інтенсивність дихання та деструкції целюлози і вміст загальної мікробної маси у грунті кореневої зони кукурудзи. Це свідчить про високі стимулювальні властивості Емістиму. Ендофіт 10 мл\/га слабо підвищує інтенсивність деструкції целюлози та сприяє зниженню фітотоксичності грунту до 0. Але у посівах кукурудзи Ендофіт значно підвищує інтенсивність дихання і вміст загальної мікробної маси, слабо підвищує інтенсивність деструкції целюлози. 94  \fЕкостим 25 л\/га позитивно впливає на властивості грунту, адже він набуває здатність стимулювання проростання насіння злакової тест-культури. Також, підвищує інтегральний показник біологічної активності ризосферного грунту сої – інтенсивність дихання, але у грунті кореневої зони кукурудзи вдічі підвищується вміст загальної мікробної маси. Ноостим 25 мл\/га вдвічі підвищує вміст мікробної маси у грунті кореневої зони кукурудзи, але не впливає на інші показники біологічної активності. Це може бути під впливом стимулювання росту рослин і активізації кореневої ексудації або стимулювання розвитку протистів та грибної мікрофлори. Не виключено, що речовина, що входить до складу препарату є субстратом живлення мікроорганізмів. Всі РРР проявляють тенденцію інгібувати розвиток стрептоміцетів і виділення грунтом вуглекислого газу, тобто знижувати надмірно швидке розкладання органічної речовини грунту (для рослин це може бути позитивом і сприяти підвищенню врожайності), всі РРР сприяють зниженню токсичності грунту під соєю (може рН підвищується? Мікроорганізми це можуть). Ендофіт суттєво інгібує процес виділення грунтом вуглекислого газу і накопичення загальної мікробної маси. Віталист значно знижує вміст загальної мікробної маси у грунті, в основному за рахунок пригнічення розвитку стрептоміцетів (в певних умовах це може бути позитивним для рослин, адже вони часто є токсиноутворювачами). Оазис – пригнічує розвиток стрептоміцетів – на 62%, азотобактеру – на 39%, стимулює розвиток оліготрофів, кількість яких зростає майже в 5 разів. Віталист,  Оазис  –  знижують  різноманітність  амоніфікаторів  –  мінералізаторів білку (якщо фітопатогенів – то позитив); Ендофіт – знижує кількість амоніфікаторів на 42%, стрептоміцетів – на 72%, азотобактеру – на 48%. Віталист пригнічує розвиток стрептоміцетів на 75%, азотобактеру – на 69%, стимулює розвиток мікрофлори розсіювання – на 170%. Ітенсивність дихання грунту у контрольному варіанті була найнижчою – 31,9 мг СО2\/кг 95  \fгрунту.  Найвищу  інтенсивність  «дихання»  грунту  відмічено  у  варіантізастосування Віталисту – 42,7 мг СО2\/кг грунту. При застосуванні ОМД Віталист інтенсивність дихання грунту зросла на 4,54 мг СО2\/кг грунту щодо контролю, а Оазис – на 4,23 мг СО2\/кг грунту. Підвищення «інтенсивності дихання» грунту як інтегрального показника свідчить про підвищення активності (життєдіяльності, функціонування) грунтового біоценозу в цілому. Під соєю всі регулятори росту проявляють тенденцію інгібувати розвиток стрептоміцетів і виділення грунтом вуглекислого газу, тобто знижувати надмірно швидке розкладання органічної речовини грунту (для рослин це може бути позитивним і сприяти підвищенню врожайності) і також всі регулятори росту рослин, що ми вивчали, сприяють зниженню токсичності грунту під соєю. Азотобактер є відомим тест-організмом на такі несприятливі ендафічні умови, як низьке значення рН, нестача рухомих сполук фосфору та низька вологість. Грунт дослідного поля Інституту має дуже низьке значення рН, що інгібує розвиток азотобактеру, тому  під кукурудзою, яка крім того дуже  виснажує грунт та вологу, азотобактеру не виявлено у жодному варіанті. Проте, чисельність азотобактеру висока у грунті кореневої зони сої і 100% досліджених грудочок грунту контрольного варіанту обростають його колонією. Сприятливі умови для розвитку азотобактеру забезпечують лужні кореневі ексудати, ексудати сої, що підтверджується значно меншою, ніж у грунті під кукурудзою, кількістю пропагул грибів. Грунти з нейтральною або слабо лужною реакцією є сприятливими для розвитку більшості видів бактерій, які за таких умов успішно конкурують з грибами. У кислих грунтах, де конкуренція з боку бактерій послаблена, краще розвиваються гриби, які пристосовані до таких умов. При застосуванні ОМД і РРР змінювались активність та спрямованість біологічних процесів у кореневій зоні рослин, оптимізувалась діяльність аборигенної мікрофлори грунту, що позитивно впливає на підвищення 96  \fпродуктивності рослин. Встановлено, що при обприскуванні посівів ОМД і РРР зростав вміст загальної мікробної маси в грунті кореневої зони рослин на 13,3 мкг грунту. Гумінові кислоти у складі ОМД позитивно впливають на біологічну активність грунту. Це відбувається завдяки підвищенню кількості органічного субстрату у вигляді коричневих виділень та кореневого опаду, що, у свою чаргу, свідчить про високі стимулюючі властивості, ОМД і в дозах 40 л\/га. Фітотоксичність є одним з основних показників екологічного стану грунту. Обприскування посівів ОМД і РРР позитивно впливало на зниження фітотоксичності грунту. Так, при застосуванні ОМД Віталист фітотоксичність грунту знизилась на 1,55%, а при ОМД Оазис – на 0,53%. Найвищу фітотоксичність грунту отримали у контрольному варіанті 4,17%, що зумовило збільшення кількості мікроелементів. Внесення ОМД і РРР знижує фітотоксичність грунту на 2,5 та 3,6% відповідно, зменшує чисельність мікроорганізмів-амоніфікаторів. Інтенсивність дихання грунту під кукурудзою підвищується за ОМД на 1,31 – 4,47 та після РРР – на 0,72–7,86 мкг С\/г грунту; на посівах сої після ОМД на 4,23 – 10,87 і після РРР на 3,11–9,77 мг СО2 кг грунту. Негативних змін складу мікробного угрупування не виявлено. Використання ОМД і РРР завдяки фунгіцидним властивостям, істотно впливає на імунний статус рослин, зниження поширення та розвитку хвороб у посівах пшениці, кукурудзи та сої. Це дає змогу зменшити використання в агроценозах дозу пестицидів на 25–30%. Застосування РРР у відповідних концентраціях для бобових рослин бобово-різобіального симбіозу збільшує активність азотфіксації, урожайність рослин і вміст азоту в продукції. Обробка рослин РРР опосередковано впливає на активність процесу асоціоактивної азотфіксації через макросимбіонт. У цьому разі активізується процес фотосинтезу, що сприяє інтенсифікації зв’язування атмосферного  азоту  через  збільшення  асимільованого рослинного вуглецю. 97  надходження  до  бульбочок  \fСтимулятори росту активізують також синтез азотсимілювальних ферментів рослин, що може також ідентифікувати синтез нітрогенази через збіднення субстрату на азот. Крім того, зростає як загальна (за рахунок збільшення кореневої системи), так і питома (внаслідок додаткового припливу вуглецю) чисельність типових для рослин азотофіксаторів, що забезпечує ефективну змішану аутобактерізацію. Доведено  застосування  нових  вітчизняних  органо-мінеральних,  мікробіологічних добрив та регуляторів росту рослин відповідає екологічним вимогам і забезпечує охорону навколишнього природного середовища, підтверджує ефективність енергозберігаючих агротехнологій, а також сприяє створенню належних умов для росту і розвитку сільськогосподарських культур. Багаторічними агроекологічними дослідженнями доведено доцільність та безпечність широкого застосування нових добрив і регуляторів росту рослин при вирощуванні польових культур, що не забруднюють навколишнє середовище, а отримана при цьому продукція безпечна для споживання та здоров’я людини і тварини. Застосування вказаних добрив і препаратів підвищує урожайність і покращує якість продукції, не знижує родючість грунтів. Отже при застосуванні мінеральних добрив (амофос-34, амофос-52 і NPK) під посівами пшениці зростала чисельність фосфат мобілізуючих на 4,0–5,9 і сульфат відновлювальних мікроорганізмів на 7,3 – 17,6 тис КУО 1 грунту, вміст азотобактеру підвищувався у 2,0–3,6 рази, педотрофних у1,5–5,0 разів. Застосування нових органо-мінеральних добрив і регуляторів росту рослин стимулювало розвиток азотфіксуючих мікроорганізмів, збагачуючи грунт доступними для рослин сполуками азоту. ОМД знижує кількість грибів у ризосфері та загрози фіто патогенезу. Встановлено, що педотрофні і органотрофні мікроорганізми найчастіше розвивались в грунті за внесення оптимальної кількості NPK. Чисельність мікроорганізмів здатних розчинити трикальційфосфати, збільшувалась в 2,3–2,9 рази. Встановлено, ОМД і РРР знижує фототоксичність грунту на 2,5 та 3,6% 98  \fвідповідно, зменшує чисельність мікроорганізмів-амоніфікаторів. Інтенсивність дихання грунту під кукурудзою підвищується за ОМД на 1,31–4,47 та після РРР – на 0,72–786 мг\/кг грунту; на посівах сої після ОМД на 4,23–10,87 і після РРР на 3,11–9,77 мг СО2 кг грунту. Негативних змін складу мікробного угрупування не виявлено. Застосування ОМД і РРР, завдяки фунгіцидним властивостям, істотно впливає на імунний статус рослин, зниження поширення та розвитку хвороб у посівах пшениці, кукурудзи та сої. Це дає змогу зменшити застосування в агроценозах дози пестицидів на 25–30%. 3.4. Винос поживних реочивн з ґрунту рослинами буряка цукрового Рослинні організми складаються з води і сухих речовин, представлених органічними і мінеральними сполуками. Вміст води і відповідно сухої речовини в рослинах їх органах і тканинах може дуже різнитись. В насінні олійних культур вода складає 5–10% від їх маси, бульбах картоплі, коренях буряків цукрових 75– 80, качанах капусти – 90–93, листових овочах – до 95% [22, 104, 134, 155]. В тканинах вегетативних органів рослин, що ростуть, води коливається від 70 до 95%. По мірі старіння рослин загальний запас і відносний вміст води в тканинах, особливо репродуктивних органів, знижується. Функції води в рослинах обумовлені присутніми фізичними і хімічними властивостями. Вода має високо питому теплоємкість і внаслідок здатності випаровуватися при будь-якій температурі запобігає перегріву рослини. Суха речовина рослини на 90–95% представлена органічними сполуками – білками та іншими азотними речовинами, вуглеводами, жирами – вміст яких визначає якість урожаю [22, 81, 104, 164]. Збір  сухих  речовин  з  товарною  частиною  урожаю  основних  сільськогосподарських культур може коливатись в дуже широких межах – від 1,5 до 10, 0 т і більше з 1 га. Цінність окремих органічних сполук залежно від виду і характеру використання рослинної продукції може бути різною. Основними речовинами, 99  \fщо визначають якість урожаю зерна хлібних злаків, є білки. Найбільшим вмістом білку серед зернових культур відрізняється пшениця. Якість урожаю картоплі визначається по вмісту крохмалю, а цукрових буряків – вуглеводу сахарози. Білки – високомолекулярні органічні речовини, побудовані із сотень і тисяч залишків обмеженої кількості амінокислот. Вміст білків у вегетативних органах рослин складає 5–10% від їх маси, в насінні хлібних злаків – 6–20%, а в насінні бобових і олійних культур – 20-35%. Вуглеводи в ростинах представлені цурками (моноцукри і олігоцукри, що містять 2–3 остатки моноцукрів) і поліцукрами (крохмаль, клітчата, пектинові речовини) [22, 104, 163, 164]. Жири і жироподібні речовини (ліпіди) є структурними компонентами цитоплазми рослинних клітин, а у олійних культур виконують роль запасних сполук. Кількість структурних ліпідів невелика – 0,5–1% сирої маси рослин, але вони виконують в рослинній клітині важливі функції. Вміст окремих груп органічних сполук в сільськогосподарській продукції і відповідно її якість можуть змінюватись у великій мірі залежно від видових і сортових особливостей рослин, умов вирощування, способів обробітку. Важливе значення для збільшення валового збору найбільш цінної складової урожаю і покращення його якості можуть мати умови вирощування рослин. Створенням відповідних умов живлення за допомогою добрив, стимуляторів росту можна підвищити нагромадження найбільш цінних в господарському відношенні органічних сполук в складі сухої речовини врожаю. Середній елементарний склад сухої речовини рослин (у вагових процентах): вуглецю –45, кисню – 42, водню – 6,5, азоту та інших численних елементів – 6,5. Всього в складі рослин виявлено більше 70 хімічних елементів. Вуглеводи, жири та інші безазотисті органічні сполуки побудовані з трьох елементів – вуглецю, кисню і водню, а в склад білків та ін. азотистих органічних сполук входить ще й азот. Ці чотири елементи – С, О, Р і N – отримали назву 100  \fорганогенних, на їх долю в середньому приходиться біля 95% сухої речовини рослин. При застосуванні нових добрив, а також регуляторів росту змінювався також і вміст основних елементів у рослині і її якість. Вага коренів буряка цукрового та урожай залежали від доз внесення нітроамофоски. Спостерігається збільшення ваги кореня із збільшенням дози внесених добрив. На варіанті з внесенням 1,5; 2 ц\/га нітроамофоски вага кореня збільшилась відповідно на 13,3 та 17,6 т\/га, що становить 27,3 та 36% більше контролю. Внесення 1 ц\/га нітроамофоски дало приріст урожаю порівняно з контролем на 8,5 т\/га. В дослідженнях з органо-мінеральними добривами аналіз грунту після збирання  культур,  які  обприскували  Гумісолом,  свідчить,  що  вміст  легкогідролізованого азоту, рухомого фосфору і рухомого калію на оброблених посівах був на рівні контролю чи навіть дещо вищим. На посівах буряка цукрового вміст поживних речовин, в % при застосуванні Ендофіту у коренях і гичці цукрових буряків був дещо вищий, ніж на контролі або ж знаходився на рівні контролю. При застосуванні Ендофіту зростала урожайність коренів з гектара, але вміст легкогідролізованого азоту, рухомого фосфору і калію в кг\/га грунту при збиранні не зменшувався в порівнянні з контролем. При застосуванні Гумісолу вміст поживних речовин у продукції, крім іншого, залежить і від застосування препарату. Аналіз грунту після збирання культур, які обприскували Гумісолом, свідчить, що вміст легкогідролізованого азоту, рухомого калі. І обмінного калію на оброблених посівах був на рівні контролю чи навіть дещо вищим). Це засвідчує про те, що обробка посівів Гумісолом сільськогосподарських культур не знижує родючості грунту у порівнянні з контролем, хоч урожай на цих ділянках був значно вищим. 101  \fНауково-обґрунтоване застосування технологій чи елементів технологій з використанням регуляторів росту рослин дозволяє не лише підвищувати урожай, покращувати його якість, але і впливати на строки дозрівання суттєво підвищувати стійкість рослин до хвороб і стресових факторів, скорочувати норми застосування мінеральних добрив та пестицидів, але й зменшувати вміст важких металів і нітратів у продукції рослинництва. Вміст поживних речовин у продукції залежить від ряду факторів, в першу чергу від культури та умов вирощування культури, а в проведених дослідженнях ще й від норм та строків застосування стимуляторів росту рослин. Для визначення збалансованості поживних речовин в залежності від інтенсивності удобрення проведено агрохімічні дослідження грунту по визначенню наступних агрохімічних характеристик: визначення обмінної кислотності рН (сольове), вміст обмінних основ кальцію та магнію, вміст гумусу (за Тюріним), азоту, що легко гідролізується (за Корнфільдом) і рухомих форм фосфору і калію (за Чиріковим), мікроелементів та інших агрохімічних показників. На всіх варіантах проведено відбір грунтових зразків на глибину кореневмісного шару грунту (0–100 см через кожні 20 см). В таблиці подано динаміку розподілу запасів рухомих форм азоту в кореневмісному шарі грунту, в період збирання врожаю. Запаси азоту, що легко гідролізується, в метровому шарі грунту на контрольних ділянках становив  03,7 кг\/га. Значна його частина знаходиться в шарі грунту 0–40 см – 599,4 кг\/га (49,8 %), в тому числі в шарі грунту 0–20 см запаси азоту що легко гідролізується становили 323,7 кг\/га (26,9%), в шарі грунту 20–40 см – 275,7 кг\/га (22,9%). В горизонті грунту 40–60 см запаси азоту що легко гідролізується становлять 834,6 кг\/га, що становить – 69,3% його запасів в метровому шарі грунту. Застосування органічного добрива Екогумінат сприяло підвищенню вмісту запасів азоту що легко гідролізується. 102  \fТаблиця 3.8 Вміст основних елементів живлення в метровому шарі грунту Варіанти  Контроль (Фон)  Фон+2,5 т\/га (екогумінату)  Фон+5,0 т\/га (екогумінату)  Фон+10,0 т\/га (екогумінату)  Шар грунту, см  рН сол.  0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100  7,4 7,4 7,3 7,6 7,8 7,4 7,4 7,3 7,6 7,8 7,4 7,4 7,3 7,6 7,8 7,4 7,4 7,3 7,6 7,8  Са мгекв\/100 г 13,9  ,5  ,4  ,5  ,5 15,4 13,5 13,0  ,8  ,5 16,5 15,4 14,1  ,7  ,6 17,5 16,2 14,6  ,7  ,6  Mg мгекв\/ 100г 2,1 1,7 1,5 1,6 1,5 2,1 1,7 1.5 1,6 1,5 2,1 1,8 1,5 1,6 1,5 2,1 1,8 1,5 1,6 1,5  N л\/г. мг\/кг  NNH4 мг\/кг  NNO3 мг\/кг  P2O5 мг\/кг  K2O мг\/кг  142  2 105 82 78 146  4 105 84 79 149  8 106 86 79 155  9 108 88 80  4,4 2,8 2,6 2,4 2,2 5,2 3,3 3,3 3,3 2,6 6,2 4,4 4,0 3,4 2.7 8,9 6,2 4,0 3,8 2,8  11,4 7,1 4,0 3,6 2,5 24,0 8.5 6,0 3,8 2,5 69,2 10,4 6,4 4,2 2,5 91,2 14,7 8,0 6,0 2,5  240 148 74 64 51 245 149 75 63 48 249 150 76 65 50 255 151 77 65 51  198 104 98 80 73 201 102 99 81 73 206 102 100 81 74 210 103 102 82 74  Внесення Екогумінату в дозах 2,5, 5,0, 10,0 т\/га підвищували вміст азоту що легко гідролізується і його запаси в шарі грунту 0–20 см і становили 332,9, 342,7, 353,4 кг\/га відповідно що перевищує показники запасів азоту відносно контролю на 9,2, 19,0, 29,7 кг\/га відповідно. Екогумінат в досліджених дозах сприяв збільшенню відсоткового запасу азоту в шарі грунту 0–20 см від 27,2% до 27,6%. Суттєвого та істотного впливу Екогумінату на запаси азоту що легко гідролізується в досліджених шарах грунту 40–100 см не виявлено. Динаміка в грунті азоту мінеральних сполук. Запаси азоту мінеральних сполук в метровому шарі грунту на контрольних ділянках становив 98,9 кг\/га. Значна частина азоту мінеральних сполук зосереджена в шарі грунту 0–40 см,  103  \fзаписи азоту амонію складають 16,3 кг\/га (27,5%, азот нітратів 42,9 кг\/га(72,5%), відносно запасів в шарі грунту 0–40 см. Таблиця 3.9 Динаміка розподілу запасів форм азоту в метровому шарі грунту, кг\/га. Варіанти  Контроль (Фон)  Шар грунту, см  0-20 20-40 40-60 60-80 80-100  0-20 20-40 Фон+2,5 т\/га 40-60 (екогумінату) 60-80 80-100 0-20 Фон+5,0 т\/га 20-40 (екогумінату) 40-60 60-80 80-100 0-20 Фон+10,0 т\/га 20-40 (екогумінату) 40-60 60-80 80-100  Азот легкогідролізовани й кг\/га %  NH4  NO3  Сума  %  323,7 275,7 235,2 181,9 187,2  03,7 332,9 280,2 235,2 188,2 189,6  26,1 341,7 289,3 237,4 201,2 189,6  60,2 353,4 291,5 241,9 205,9 192,0  84,7  10,0 6,3 5,8 5,6 5,3 33,0 11,8 7,5 7,3 7,7 6,2 40,5 14,1 9,9 8,9 7,9 6,5 47,3 20,3 14,0 8,9 8,9 6,7 58,8  26,0 16,9 8,9 8,1 6,0 65,9 54,7 19,2 13,4 8,9 6,0 102,2 157,8 23,5 14,3 9,8 6,0 211,4 207,9 33,2 17,9 14,0 6,0 279,0  36,0 23,2 14,7 13,7 11,3 98,9 66,5 26,7 20,7 16,6  ,2 142,7 171,9 33,4 23,2 17,7  ,5 258,7 228,8 47,2 26,8 22,9  ,7 337,8  36,4 23,5 14,9 13,8 11,4  26.9 22,9 19,5 15,2 15,5 27,2 22,9 19,2 15,2 15,5 27,2 22,9 18,8 16,0 15,0 27,6 22,7 18,8 16,0 14,9  Азот мінеральних сполук, мг\/кг  46,7 18,7 14,5 11,6 8,5 66,4  ,9 9,0 6,8 4,8 67,6 14,0 7,8 6,8 3,8  Найбільша частина азоту мінеральних сполук зосереджена в шарі грунту 0-20 см і складає 36,4% відносно його запасів в метровому шарі грунту. В більш глибоких горизонтах грунту запаси азоту мінеральних сполук складають 14,7 кг\/га (14,9%) в шарі грунту 0-60 см, 13,7 кг\/га (13,9%) в шарі грунту 60–80 см, 11,3 кг\/га (11,4%) в шарі грунту 80–100 см. Застосування Екогумінату сприяло підвищенню в грунті вмісту та запасів азоту мінеральних сполук. Внесення Екогумінату в дозах 2,5, 5,0 10,0 т\/га 104  \fсприяло підвищенню вмісту та запасів азоту мінеральних сполук в шарі грунту 0-20 см і їх кількість становила: 66,6 кг\/га, 171,9 кг\/га, 228,2 кг\/га відповідно, що перевищує показники запасів азоту відносно контролю на: 30,1 кг\/га, 135,5 кг\/га, 191,8 кг\/га відповідно. Таблиця 3.10 Динаміка вмісту та розподілу запасів рухомих форм фосфору та обмінного калію в в метровому шарі грунту, кг\/га Варіанти  Контроль (Фон)  Шар грунту, см 0-20 20-40 40-60 60-80 80-100  0-20 20-40 Фон+2,5 т\/га 40-60 (екогумінату) 60-80 80-100 0-20 Фон+5,0 т\/га 20-40 (екогумінату) 40-60 60-80 80-100 0-20 Фон+10,0 т\/га 20-40 (екогумінату) 40-60 60-80 80-100  Р2О5  К2 О  кг\/га  %  кг\/га  %  547,2 334,5 165,8 149,8  2,4 1319,7 538,6 336,7 168,05 147,4 115,2 1325,9 567,7 339,0 170,27 152,1  0,0 1349,0 581,4 341,3 172,5 152.1  2,4 13,69,7  41,5 25,3  ,6 11,4 9,2  451,4 235,0 219,5 187,2 175,2  68,3 458,3 230,5 221,8 189,5 175,2  75,3 469,7 230,5 224,0 189,5 177,6  91,3 478,8 232,8 228,5 191,9 177,6 1309,6  35,6 18,5 17,3 14,8 13,8  42,1 25,4  ,7 11,1 8,7 42,1 25,1  ,6 11,3 8,9 42,4 24,9  ,6 11,2 8,9  35,7 18,1 17,4 14,9 13,7 36,4 17,9 17,3 14,7 13,7 36,6 17,8 17,4 14,6 13,6  Збільшення азоту мінеральних сполук в шарі грунту 0-20 см здійснювалось в основному за рахунок нітратної форми азоту, а також частково амонійної форми азоту. Внесення Екогумінату сприяло активізації мікробіологічних процесів амоніфікації і особливо нітрифікації. Азот нітратів внаслідок своєї більшої мобільності з шару грунту 0-20 см трансформувався в більш глибокі 105  \fгоризонти грунту, що видно з діаграм розподілу азоту мінеральних сполук по грунтовому профілю. Запаси рухомого фосфору в метровому шарі грунту на контрольних ділянках  становили  1319,7  кг\/га.  Значна  частина  рухомого  фосфору  сконцентрована в шарі грунту 0–40 см і складає 881,7 кг\/га (66,8%), в шарі грунту 0–20 см запаси рухомого фосфору становили 547,2 кг\/га (41,5%), 20–40 см – 334,5 кг\/га (25,3%) відносно запасів в метровому шарі грунту. Застосування органічного добрива :Екогумінат сприяло підвищенню вмісту запасів рухомого фосфору. Внесення Екогумінату в дозах 2,5, 5,0, 10,0 т\/га підвищували вміст рухомого фосфору і його запаси в шарі грунту 0–20 см і становили відповідно 558,6, 567,7, 581,4 кг\/га, що перевищувало показники запасів рухомого фосфору відносно контролю на 11,4, 20,2, 34,2 кг\/га відповідно. В варіантах з застосуванням Екогумінату запаси рухомих сполук фосфору в горизонтах грунту 40–100 см суттєво не відрізняються від їх кількості на контролі, але незначна тенденція до підвищення запасів рухомого фосфору помітна. Динаміка в грунті рухомого калію. Запаси рухомого калію в метровому шарі грунту на контрольних ділянках становили  68,3 кг\/га. Значна частина рухомого калію зосереджена в шарі грунту 0–40 см і складає 686,4 кг\/га, що становить 54,1% його кількості в метровому шарі грунту, в горизонті 0–20 см запаси рухомого калію становили 451,4 кг\/га (35,6%), 20–40 см 235,0 кг\/га (18,5%) запасів рухомого калію в метровому шарі грунту. Внесення Екогумінату сприяло підвищенню рухомого калію в шарах грунту 0–40 см. Внесення Екогумінату в дозах 2,5, 5,0, 10,0 т\/га підвищувало вміст та запаси рухомого калію в шарі грунту 0-20 см і його кількість відповідно становила 458,3 кг\/га (35,9%), 469,7 кг\/га (36,4%), 478,8 кг\/га (36,6%, що перевищувало показники запасів рухомого калію відносно контролю на 6,9 кг\/га, 18,3 кг\/га, 27,4 кг\/га відповідно. 106  \fВ більш глибоких шарах грунту 40–100 см в варіантах з застосуванням Екогумінату запаси рухомого калію суттєво не відрізняються від його запасів на контролі. Інтенсивність розвитку рослин цукрового буряка визначається не лише рівнем забезпеченості грунтів елементами живлення, фітосанітарним станом посівів, але і сприятливими погодними умовами, достатнім забезпеченням рослин вологою. Посушливий період негативно вплинув на інтенсивність розвитку рослин цукрового буряка, що в подальшому позначилось на урожаї при відносно достатній забезпеченості грунту елементами живлення. Рівень забезпечення грунтів елементами живлення, система захисту рослин від шкідників та хвороб при сприятливих погодних умовах забезпечував врожай цукрового буряка на рівні 55,0-65,0 т\/га, на контрольних ділянках отримано в середньому 41,5 т\/га, тобто за рахунок несприятливих погодних умов року в період інтенсивного розвитку буряка цукрового недобір урожаю становив 15,0-20,0 т\/га. Таблиця 3.11 Винос основних елементів живлення основною та побічною продукцією цукрового буряка, кг\/га Корінь цукрового буряка Азот +Контроль 109 Фон 2,5 т\/га 133 +24  Фосфор +51 61 +10  Калій +93 111 +18  Листова поверхня цукрового буряка Азот Фосфор Калій +++26 7 38 46 +20 13 +6 74 +36  Фон 5,0 т\/га 166 екогумінату Фон 10,0 т\/га 195 екогумінату  +57  74  +23  134  +31  66  +30  19  +   93  +57  +86  87  +36  166  +63  77  +51  23  +16  110  +71  Варіант  Як відомо, максимальне споживання елементів живлення рослинами цукрового буряка та формування врожаю припадає на період червень-серпень. В цей період розвитку в рослини цукрового буряка надходить 70% азоту, 50% 107  \fфосфору, 60% калію, 75% магнію від загальної кількості спожитих елементів живлення. З внесенням 1,0 т\/га Екогумінату в грунт потрапляє: азоту – 42,5 кг,фосфору – 11,1 кг, калію –  ,0 кг, міді – 3,2 г, цинку – 11,6 г, марганцю -7,3г. Баланс фосфору на контролі становив +117 кг\/га, а в варіантах з використанням Екогумінату 2,5, 5,0, 10,0 т\/га, відповідно +  8, +136, +175 кг\/га. Баланс калію на контролі становив + 139 кг\/га, а в варіантах з використанням Екогумінату 2,5, 5,0, 10,0 т\/га, відповідно + 115, +101, +115 кг\/га. Таблиця 3.  Баланс азоту в грунтах досліду, кг\/га Внесено з Варіанти  Внесено з  Винесено  мінеральними екогумінатом  урожаєм  Баланс, +  добривами Контроль  234  -  135  +99  Фон 2,5 т\/га  234  106  179  +161  Фон 5,0 т\/га екогумінату  234  2   232  +214  Фон 10,0 т\/га екогумінату  234  425  272  +387 Таблиця 3.13  Баланс фосфору, кг\/га  Варіанти  Внесено з  Внесено з  Винесено  мінеральними  екогумінатом  урожаєм  Баланс, +  добривами Контроль  174  -  57  +117  Фон 2,5 т\/га екогумінату  174  28  74  + 8  Фон 5,0 т\/га екогумінату  174  55  93  +136  Фон 10,0 т\/га екогумінату  174  111  110  +175  Застосування Екогумінату забезпечувало приріст врожаю цукрового буряка створюючи позитивний баланс основних елементів живлення. Для характеристики вмісту важких металів у продукції в наших дослідженнях були вибрані цукрові буряки, під цукрові буряки вноситься 108  \fнайбільша кількість добрив. Тому під цією культурою ми вирішили дослідити їх вміст. Таблиця 3.14 Баланс калію, кг\/га  Варіанти  Внесено з  Внесено з  Винесено  мінеральними  екогумінатом  урожаєм  Баланс  добривами Контроль  270  -  131  +139  Фон 2,5 т\/га  270  30  185  +115  Фон 5,0 т\/га екогумінату  270  60  229  +101  Фон 10,0 т\/га екогумінату  270   0  275  +115  Вміст свинцю був нижче ГДК, міді в 2-2,5 рази, цинку не нижче, а кадмію ще нижче. Отже, приведені дані свідчать, що внесення амофосу-34 у великих дозах навіть під цукровий буряк не веде до накопичення важких металів у продукції. Вміст важких металів був нижчим при обприскуванні посівів цукрових буряків Адаптофітом і значно нижчим ГДК. Таблиця 3.15 Вплив ОМД і СРР на вміст NPK в коренях і гичці буряка цукрового (% в повітряно-сухій речовині) Корені  Гичка  N  P  K  N  P  K  1.  Контроль  0,85  0,102  0,38  2,50  0,186  1,13  2  Емістим 10 мг\/га  1,15  0,110  0,45  2,75  0,224  1,20  3  Гумісол 3 г\/л  1,18  0,115  0,59  2,80  0,240  1,33  4  Екостим 20 мл\/га  0,87  0, 0  0,46  2,62  0,231  1,35  5  Екостим 40 мл\/га  1,07  0, 8  0,35  2,59  0,260  1,40  6  Екостим 60 мл\/га  1,19  0,117  0,33  2,75  0,270  1,45  7  Добродій 5 л\/га  1,10  0,116  0,48  2,50  0,244  1,35  8  Добродій 10 л\/га  1,   0,119  0,50  2,70  0,273  1,28  9  Добродій 20 л\/га  1,60  0,109  0,43  2,72  0,265  1,30  109  \fТаблиця 3.16 Вплив ОМД і СРР на вміст мікроелементів і важких металів у продукції буряка цукрового (в повітряно-сухій масі) № п\/п 1 2 3 4 5 6 7 8 9  Варіанти дослідів Контроль Емістим 10 мг\/га Гумісол   г\/л Екостим 20 мл\/га Екостим 40 мл\/га Екостим 60 мл\/га Добродій 5 л\/га Добродій 10 л\/га Добродій 20 л\/га  Мікроелементи, мг\/кг Сu Zn Mn Fe 1,50  ,0 30,3 79,9 1,40 9,0 21,3 82,0 1,60 8,9 24,8 93,8 1,70 8,5 26,4 69,7 1,78 9,7 17,5 65,9 1,90 8,2 27,3 95,8 2,00 8,4 19,2 97,3 1,89 9,5 30,3 99,7 1,90 8,8 21,1 70,3  Важкі метали, мгкг Cu Zn Pb 0,68 6,89 0,03 0,54 5,72 0,054 0,71 7,77 0,05 0,82 8,20 0,13 0,88 7,00 0,05 0,74 7,93 0,  0,61 8,0 0,047 0,69 7,99 0,  0,63 6,52 0,15  Cd 0,001 0,001 0,0  0,002 0,019 0,023 0,002 0,011 0,004 Таблиця 3.17  Вплив ОМД і СРР на вміст мікроелементів і важких металів у продукції (гичка буряка цукрового в повітряно-сухій масі) № п\/п  Мікроелементи, мг\/кг  Важкі метали, мгкг  1. 2 3 4  Контроль Емістим 10 мг\/га Гумісол   г\/л Екостим 20 мл\/га  Сu 2,7 2,9 3,3 2,1  Zn 18,0 20,9 16,5 14,4  Mn 60,8 77,0 100,0 78,5  Fe 200,6 227,9 218,7 286,6  Cu 2,20 2,8 3,18 3,25  Zn  ,70 14,50 10,03 13,35  Pb 0,19 0,23 0,24 0,22  5 6 7 8 9  Екостим 40 мл\/га Екостим 60 мл\/га Добродій 5 л\/га Добродій 10 л\/га Добродій 20 л\/га  2,5 2,7 2,2 3,2 3,6  15,2 16,8 15,9 21,0 23,3  66,9 81,2 96,7 86,4 84,4  229,6 240,0 267,0 250,0 238,9  2,96 2,48 2,88 3,26 2,45  15,43 14,83 14,18  ,93 14,99  0,30 0,26 0,28 0,31 0,29  Cd 0,01 0,0023 0,0048 0,0078 0,0047 0,008 0,004 0,004 0,001  Таблиця 3.18 Вміст NPK та важких металів у коренях буряка цукрового № пп 1 2 3 4 5 6  Варіанти дослідів Контрольводою Емістим Адаптофіт Вегестим Домінант Ноостим ГДК  Вміст нітратів, мг\/кг 1379  Вміст поживних Вміст важких металів, мг\/кг речовин, % N P K Cu Zn Pb Cd 1,  0,13 0,63 2,0 13,2 0,10 0,004  389  3 459 427 562  1,42 1,46 1,39 1,32 1,27  0,17 0,16 0,14 0,18 0,20 110  0,71 0,69 0,70 0,77 0,79  0,5 0,3 0,3 0,3 0,4 5,0  8,7 8,9 11,3 9,8 8,6 10,0  0,04 0,002 0,072 0,0028 0,072 0,0 8 0,10 0,002 0,2 0,056 0,5 0,3  \fТаблиця 3.19 Вміст мікроелементів у коренях буряка цукрового залежно від застосування стимуляторів росту №  Варіанти дослідів  В повітряно-сухій мг\/кг Mn Fe Cu  масі, Маса при збиранні мг\/кг Zn  Mn  Fe  Cu  Zn  1 2 3  Контроль (водою) Емістим Вегестим   5 96 118  60 107 107  5,2 5,2 5,2  10 15 18  24,86 23,18 30,35  18,90 25,84 27,52  1,03 1,25 1,33  3,38 3,62 4,62  4  Домінант  83  72  6,0  19  21,41  18,58  1,55  3,10  Таблиця 3.20 Вміст мікроелементів у коренях буряка цукрового залежно від застосування стимуляторів росту №  Варіанти дослідів  В повітряно-сухій мг\/кг Mn Fe Cu  масі, Маса при збиранні мг\/кг Zn  Mn  Fe  Cu  24,86 23,18 25,38 37,53 32,42 27,23 36,54 19,70 23,27 36,34 24,42 22,61 10,50 28,09 21,38 30,35  18,90 25,84 18,27 18,  27,48 20,05 25,74 21,27 16,11 33,50 22,27 21,34 14,51 24,95 26,91 27,52  1,03 1,25 2,10 1,79 2,28 1,09 1,01 1,34 1,34 2,14 1,40 1,32 1,29 2,17 1,44 1,33  3,38 3,62 4,11 3,38 2,75 3,42 4,66 2,46 3,58 4,25 2,95 3,55 2,00 5,77 3,84 4,62  19 23 16,2  21,41 22,34 25,94  15,58  ,96 23,55  1,55 1,04 2,11  3,10 4,58 4,28  15 30 26 29 28 22  16,82 19,24 13,82 20,23 18,86 17,62  23,10 23,61 23,61 24,63 28,23 27,55  0,86 0,82 0,78 0,66 0,69 0,90  2,14 4,11 3,95 3,99 3,69 3,31  1. 2 3 4 5 7 9 11 13 15 17 20 23 26 31 34  Контроль (водою) Емістим Ендофіт-10,0 мл\/га Гумісол Гумісол-плюс Д-215 ДГ-500 ДГ-551 ДГ-904 Ендофіт-20,0 мл\/га ДПРД-2 Д-82103 Д-8777 Д-777 Адантофіт Вегестим   5 96 100 174 118  9 137 88 104 141 91 89 47 107 89 118  В коренях 60 5,2 11 107 5,2 15 72 8,3 16,2 84 8,3 28 100 8,3 14 95 5,2 16,2 95 3,8 17,5 95 6,0 17 72 6,0 16 130 8,3 19,2 84 5,2 11 84 5,2 14 65 5,8   89 8,3 22 1  6,0 16 107 5,2 18  37 40 42  Домінант Ноостим Гумісол-плюс- 3,0 л\/га  83 1  98  72 65 100  1 11 20 26 28 41  Контроль ДГ-551 Д-82103 Д-777 Контроль Ноостим  91 141 118 147 143 117  78 95 89 95 117  2  6,0 5,2 8,0 Гичка 5,2 6,0 6,0 4,8 5,2 6,0 111  Zn  \fТаблиця 3.21 Вміст поживних речовин та важких металів у коренях  № Варіанти п дослідів п 1 Контрольводою 2 Емістим (стандарт) 3 Адаптофіт 4 Ноотим  Вміст нітратів, мг\/кг Абсолютн о суха реч., %  буряка цукрового Вміст поживних Вміст важких металів, мг\/кг речовин, %  1379 95,60  N 1,   P 0,13  K 0,63  Cu 2,0  Zn 13,2  Pb 0,10  Cd 0,004  389  95,30  1,42  0,17  0,71  0,5  8,7  0,04  0,002   3 562  94,36 95,90  1,46 1,27  0,16 0,20 ГДК  0,69 0,79  0,3 0,4 5,0  8,9 0,072 0,0028 8,7 0,2 0,056 10 0,5 0,3 Таблиця 3.22  Результати аналізів досліджень 2004 року з буряком цукровим в  1. 11. 26 41.  Контроль ДГ-551 Д-777 Ноостим  цукор, %  Калі й  Контроль (водою) Емістим Ендофіт Гумісол Гумісол-плюс –2,0 л\/га Д-215 ДГ-500 ДГ-551 ДГ-904 Ендофіт ДПРД-2 Д-777 Адаптофіт Вегестим Домінант Ноостим Гумісол-плюс– 3,0 л\/га  Фос фор  1. 2. 3. 4. 5. 7 9. 11. 13. 15. 17. 26. 31. 34. 37. 40. 42.  % на абсолютно сухої речовини  Азот  Варіанти дослідів  Гідроскоп ічна волога, %  № варіанту  ТОВ «Контракт» с. В. Солтанівка Васильківського району  80,29 1,  0,13 76,13 1,42 0,17 74,99 1,25 0,15 78,69 1,38 0,16 72,98 1,28 0,17 79,10 1,32 0,15 73,72 1,38 0,17 77,85 1,21 0,19 77,88 1,39 0,18 74,65 1,46 0,19 73,52 1,40 0,14 74,18 1,37 0,14 76,30 1,46 0,16 74,62 1,39 0,14 74,55 1,32 0,18 80,21 1,27 0,20 73,94 1,40 0,13 Гичка цукрових буряків 85,84 2,23 0,27 86,38 2,65 0,33 86,32 2,77 0,30 85,05 2,62 0,28  0,63 0,71 0,71 0,84 0,74 0,71 0,85 0,80 0,76 0,83 0,82 0,75 0,69 0,70 0,77 0,79 0,71  17,0 19,6 18,7 19,0 18,2 18,6 19,2 17,6 19,2 18,8 19,2 18,2 19,0 19,4 18,0 18,0 17,8  2,10 2,28 2,36 2,20  -  1   \fТаблиця 3.23 Хімічний аналіз коренів буряка цукрового в дослідженнях 2005 року №  Варіанти досліду  пп 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.  . 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37.  Контроль-водою Гумісол-10 л\/га Емістим-10 мл\/га Ендофіт-10 мл\/га Віталист- ,5 л\/га Віталист-25,0 л\/га Віталист-50,0 л\/га Добродій 5,0 л\/га Добродій-10,0 л\/га Добродій 15,0 л\/га ДДК-1-1–5,0 л\/га ДДК-1–10,0 л\/га ДДК-1–15,0 л\/га Блок № 2 Контроль-водою Емістим- 15 мл\/га Гумісол плюс Оазис  ,5 л\/га Оазис 25,0 л\/га Оазис – 50,0 л\/га ДГ-904АА -5,0 л\/га ДГ-904АА-10,0 л\/га ДГ-904АА-15,0 л\/га ДГ-904ВВ -5,0 л\/га ДГ-904ВВ -10,0 л\/га ДГ-904ВВ-15,0 л\/га Д-46103-25 мл\/га Д-46103-50 мл\/га Д-46103-100 мл\/га Блок № 3 Контроль-водою Емістим– 10 мл\/га Агростим-25мл\/га Агростим-50мл\/га Агростим-75мл\/га Неофіт-10 мл\/га Неофіт -20- мл\/га Неофіт -40 мл\/га Домінант10 мл\/га  Вміс т цукр у, %  Вміст, % на абс. Вміст суху речовину мг\/кг N P K Mn  Fe  Cu  Zn  15,93 16,43 17,40 17,17 17,60 17,27 17,0 17,0 17,4 17,6 16,63 16,67 16,57  1,25 1,27 1,21 1,32 1,30 1,36 1,31 1,28 1,23 1,25 1,28 1,28 1,23  0,13 0,20 0,19 0,14 0,22 0,16 0,21 0,18 0,20 0,19 0,17 0,20 0,22  0,79 0,81 0,71 0,83 0,86 0,88 0,87 0,85 0,84 0,81 0,77 0,89 0,79  1,35 1,57 1,74 1,48 1,55 2,00 1,53 1,49 1,67 1,70 1,60 1,50 1,51  2,4 2,8 6,7 13,2 2,5 3,9 4,2 5,0 4,5 8,2 2,5 7,2 6,7  15,3 28,6 17,7 17,3 20,0 21,5 18,4 16,2 20,3 19,0 23,1 22.5 18,6  34,0 55,0 43,2 52,9 41,4 46,1 41,3 47,3 40,4 54,5 50,7 49,4 38,3  17,10 18,60 17,10 18,5 18,27 17,17 17,06 17,70 17,53 17,40 17,43  1,25 1,34 1,30 1,33 1,21 1,32 1,37 1,22 1,38 1,23 1,30  0,15 0,17 0,20 0,19 0,17 0,21 0,16 0,14 0,18 0,19 0,17  0,87 0,90 0,89 0,83 0,75 0,87 0,80 0,78 0,92 0,89 0,72  1,46 1,73 1,50 1,48 1,54 2,00 1,44 1,50 1,54 1,60 1,70  2,4 4,6 2,4 2,7 4,5 3,3 5,1 6,2 3,9 6,2 3,0  14,1 25,6 24,5 19,7 29,8 16,98 25,8 26,6 14,0 23,4 18,9  34,1 41,2 39,7 37,6 58,0 46,4 35,8 35,8 52,7 57,6 48,6  17,23 17,17 17,27 17,37  1,35 1,33 1,28 1,40  0,16 0,20 0,18 0,17  0,75 0,89 0,81 0,84  1,45 1,54 1,63 1,71  4,5 6,2 3,4 5,1  20,7 21,3 25,5 22,1  52,8 53,0 50,6 44,3  17,00 17.57 17.67 15,77 15,0 15,07 15,60 15,50 15,17  1,24 1,26 1,26 1,32 1,31 1,24 1,32 1,25 1,28  0,16 0,18 0,19 0,20 0,21 0,17 0,21 0,18 0,21  0,78 0,83 0,80 0,82 0,80 0,88 0,85 0,81 0,79  1,39 1,46 1,79 1,40 1,50 1,44 1,53 1,44 1,50  4,3 6,3 4,6 5,3 4,8 6,0 5,7 5,7 4,9  14,7 19,4 24,0 24,1 23,4 19,1 17,6 17,6 20,0  38,4 51,0 46,3 40,5 42,0 39,8 41,7 41,0 46,9  113  мікроелементів,  \fТаблиця 3.24 Вміст мікроелементів у коренях буряка цукрового залежно від застосування стимуляторів росту №  В вітряно сухій масі, мг\/кг  Маса при збиранні, мг\/кг  Mn  Mn  Fe  Cu  Zn  Варіанти досліду  пп  Fe  Cu  Zn  В коренях 1  Контроль-водою   5  60  5,2  11  24,86  18,90  1,03  3,38  2  Емістим  96  107  5,2  15  23,18  25,84  1,25  3,62  3  Ендофіт-10 мл\/га  100  72  8,3  16,2  25,38  18,27  2,10  4,11  4  Гумісол  174  84  8,3  28  37,53  18,   1,79  3,38  5  Гумісол-плюс  118  100  8,3  14  32,42  27,48  2,28  2,75  7  Д-215   9  95  5,2  16,2  27,23  20,05  1,09  3,42  9  ДГ-500  137  95  3,8  17,5  36,54  25,74  1,01  4,66  11  ДГ-551  88  95  6,0  17  19,70  21,27  1,34  2,46  13  ДГ-904  104  72  6,0  16  23,27  16,11  1,34  3,58  15  Ендофіт-20,0  141  130  8,3  19,2  36,34  33,50  2,14  4,25  мл\/га 17  ДПРД-2  91  84  5,2  11  24,42  22,27  1,40  2,95  20  Д-82103  89  84  5,2  14  22,61  21,34  1,32  3,55  23  Д-8777  47  65  5,8     10,50  14,51  1,29  2,00  26  Д-777107  107  89  8,3  22  28,09  24,95  2,17  5,77  31  Адаптофіт  89  1   6,0  16  21,38  26,91  1,44  3,84  34  Вегестим  118  107  5,2  18  30,35  27,52  1,33  4,62  37  Домінант  83  72  6,0  19  21,41  15,58  1,55  3,10  40  Ноостим  1   65  5,2  23  22,34   ,96  1,04  4,58  42 Гумісол-плюс-  98  100  8,0  16,2  25,94  23,55  2,11  4,28  3,0л\/га Гичка цукрових буряків 1  Контроль  91  78  5,2  15  16,82  23,10  0,86  2,14  11  ДГ-551  141  95  6,0  30  19,24  23,61  0,82  4,11  20  Д-82103  118  89  6,0  26  13,82  23,61  0,78  3,95  26  Д-777  147  95  4,8  29  20,23  24,63  0,66  3,99  28  Контроль  143  117  5,2  28  18,86  28,23  0,69  3,69  41  Ноостим  117   2  6,0  22  17,62  27,55  0,90  3,31  114  \fТаблиця 3.25 Агрохімічна характеристика грунту при збиранні урожаю буряка цукрового в досліді 2014 року рН  С.В.О N, . л\/га  P Рух.  K рух  S рух  B  1 2 3  Контроль Емістим 10 мг\/га Гумісол,   г\/л  6,5 6,7 6,8  26,0 28,4 23,6  168,0 173,6 140,0  293 301 330  310 388 300  9,1 11,6 13,2  0,7 0,9 1,0  4 5 6 7  Екостим 20 мл\/га Екостим 40 мл\/га Екостим 60 мл\/га Добродій 5 л\/га  6,5 6,4 6,0 6,4  26,4 27,6 26,8 23,4  182,0 170,8 168,0 162,4  350 367 271 350  422 330 290 290  10,3 13,3 10,0 10,4  0,8 1,3 1,1 0,8  8  Добродій 10 л\/га  6,0  23,4  193,2  350  250   ,5  1,0  9  Добродій 20 л\/га  5,7  23,6  168,0  358  278   ,7  1,2  10  Віталист 20 л\/га  5,6  23,8  168,0  234  277  6,8  1,5  11  Віталист 40 л\/га  6,0  21,4  182,0  330  270  8,0  1,4     ЕМ  5,8  21,4  182,0  281  350  11,6  1,4  13  ЕМ  6,0  25,4  173,6  293  276  14,0  1,5  14 15 16  ЕМ Ендофіт 10 мг\/га Агростимулін 20 мл\/га  7,0 6,4 6,7  43,8 26,0 29,4  154,0 168,0 165,2  445 293 330  330 336 472  10,4 10,8 13,7  1,0 0,9 1.0  115  \fРОЗДІЛ 4 ВПЛИВ ВІТЧИЗНЯНИХ ДОБРИВ І РЕГУЛЯТОРІВ РОСТУ РОСЛИН НА УРОЖАЙНІСТЬ І ЯКІСТЬ БУРЯКА ЦУКРОВОГО Для одержання високих врожаїв сільськогосподарських рослин (культур) потрібно забезпечити їх усіма необхідними факторами життя в оптимальному співвідношенні. Розробку комплексу агротехнічних заходів слід здійснювати диференційовано до конкретних природних умов. Основною властивістю грунту є його родючість. Під родючістю грунту В.Р. Вільямс розумів здатність його в тій чи іншій мірі задовольняти рослини земними факторами життя. А.М. Ликов під родючістю розуміє здатність грунту на основі його фізичних, хімічних, фізико-хімічних і біологічних властивостей служити для культурних рослин середовищем життя, створювати умови для індустріального ведення виробництва. Отже, родючість грунту – це здатність його забезпечувати оптимальні умови для одержання високої продуктивності відповідних культур. Цукровий буряк – високоінтенсивна технічна культура, яка вирощується на найбільш родючих чорноземах та темно-сірих грунтах з нейтральною або слабокислою реакцією (рНсол. - 6-7). Дуже кислі (підзолисті) та лужні (солонці) малопридатні. Для формування високого врожаю цукровий буряк потребує великої кількості поживних речовин, особливо азоту і калію. Встановлено, що на кожні 100 ц врожаю (враховуючи корені і листя) цукровий буряк при вирощуванні на чорноземах виносить з грунту 50-60 кг азоту, 15-20 кг фосфору і 55-75 кг калію. Найбільш інтенсивно буряки засвоюють поживні речовини в червні, липні та в першій половині серпня. Біологічною особливістю цукрового буряка є висока чутливість до внесення добрив в порівнянні з картоплею, зерновими та іншими культурами. 116  \fВисокі прирости врожаю дають і мінеральні добрива. Найбільші прирости дає повне мінеральне добриво, а також поєднання органічних і мінеральних добрив. Кожна тонна гною дає в середньому 2-3 ц приросту урожаю. Підвищення продуктивності цукрового буряка тісно пов’язано з метаболічними факторами та з біосинтезом, транспортом і відкладенням у запас сахарози. Біологічно цукровий буряк має великі резерви підвищення своєї цукристості, які не завжди реалізуються. В цьому відношенні велику вагу можуть становити регулятори росту рослин. Відомо, що фізіологічно активні речовини, що відіграють важливу роль в регуляції росту і розвитку як вегетативних, так і генеративних органів, можуть здійснювати цю регуляцію шляхом активізації тих чи інших ферментів. У біології росту, розвитку та формування високого врожаю з покращенням якості цукрового буряка велике значення має застосування стимуляторів росту. Щоб отримати високу продуктивність і значну економічну продуктивність потрібно насамперед створити оптимальні умови посіву і вирощування цієї культури. Досліди і практика свідчать про те, що одержати високі врожаї сільськогосподарських культур без внесення добрив неможливо. Особливо важливе значення для сільськогосподарських культур мають органічні добрива, зокрема гній. Це пояснюється тим, що застосування їх не тільки забезпечує рослини поживними речовинами, але водночас покращує фізико-хімічні властивості грунту, посилює в ньому мікробіологічну діяльність, різко підвищує родючість грунту. 4.1. Застосування мінеральних добрив Вибір оптимальних строків і способів внесення мінеральних добрив під сільськогосподарські культури є однією з основних умов їх раціонального використання. 117  \fУ сучасній сільськогосподарській практиці широко застосовується система удобрення культур, за якою добрива вносять у три строки: основне – застосовується до посіву, припосівне (припосадкове, рядкове) – одночасно в одній операції з посівом чи посадкою і підживлення – на протязі вегетативного періоду. При основному внесенні добрива вносять переважно порівняно глибоко – під оранку на дно борозни. Але нерідко буває і більш мілке заробляння, особливо при поверхневому основному обробітку грунту, а також під культиватор і навіть під борону, що при деяких умовах не менш ефективне, ніж глибоке зароблення. Практично основне удобрення вносять осінню під зяблеву оранку або ж весною під переорювання чи культивацію зябу. Вплив різних чинників на врожайність сільськогосподарських культур за оцінками спеціалістів США, оцінюється так: добрива – 41%, гербіциди – 15-2-%, властивості грунту – 15%, гібридне насіння – 8%, зрошення – 5%, інші фактори – 11-16% [84, 145]. Мінеральні добрива набули поширення наприкінці ХІХ століття. До того часу, в основному, застосовували органічні добрива, попіл, природні туки. У дореволюційній Росії тукову промисловість було представлено невеликими суперфосфатними заводами; азотних і калійних добрив практично не виробляли. 1913 р. було виготовлено 17 тис. т мінеральних добрив, що за рівнем забезпеченості ріллі становило 0,21 кг NPK. Ще на початку 60-х років минулого століття Ф. Бааде визначив середню для всієї планети норму мінеральних добрив на 2000 р. – по 40 кг азоту, фосфору і калію. Україна сягнула цього рівня наприкінці 80-х років, тоді ж було одержано найвищу врожайність сільськогосподарських культур, зокрема, для зернових (без кукурудзи) – 3,47 т\/га. Рівень застосування мінеральних добрив коливався і залежав від економічних та екологічних вимог. Якщо протягом 1961-1985 рр. у розвинених країнах Європи, Північної Америки, Азії рівень застосування NPK зростав і 118  \fстановив в Англії 375 кг\/га, Японії 436, Голландії –805 кг\/га, то вже у другій половині 80-х років обсяг їхнього використання дещо стабілізувався і навіть почав зменшуватись. Нині в США вносять 208 кг\/га, Німеччині – 238, Великобританії – 365, Франції – 277 кг\/га NPK [145, 103, 168]. Динаміка застосування мінеральних добрив в Україні збігається з основними світовими тенденціями. За період з1966-1970 рр. по 1986-1990 рр. обсяг мінеральних добрив зріс у 3,2 рази, а починаючи з 1992 р. у зв’язку з економічними труднощами він зменшився у 2,2 рази, що не відповідає науковообгрунтованій потребі і неминуче призводить до зниження родючості грунтів і продуктивності сільськогосподарських культур [137-139]. В усіх грунтово-кліматичних зонах України азотні добрива, як правило, підвищують якість зернових, коренів цукрового буряка, збільшують вміст і зерні білка, клейковини і поліпшують хлібопекарські якості. Перш за все впливають дози добрив і строки їх внесення. Зі збільшенням доз азоту і застосування їх ближче до фази колосіння, кількість загального і білкового азоту в зерні підвищується. Мінеральні добрива, що раніше випускали як в Україні, так і ті що завозились в Україну в основному вивчені, вивчений їх вплив на довкілля. Відсутність вітчизняної фосфорної сировини, залежність хімічної промисловості по випуску фосфорних добрив від імпорту, поставили галузь під загрозу припинення існування. У той же час Україна має колосальні запаси фосфорної сировини, яка залягає неглибоко майже в усіх грунтово-кліматичних зонах. Прогнозні ресурси фосфоритів тільки в західних областях України оцінюються в 19,8 млрд. т агроруди або 1038 млн. т Р2О5, що цілком достатньо для створення власної бази по виробництву фосфорних добрив. З 2000 року об’єднання «Рівнеазот» почало виробляти новий вид добрив – «Амофос-34» на основі низькоконцентрованих (які збагачуються) місцевих фосфоритів. Це добриво має не тільки інший вміст поживних речовин, а й інший хімічний склад. 119  \fВплив азотних добрив у великій мірі залежить від грунтово-кліматичних умов. Внесення невеликих доз і навіть підвищення доз азотних добрив під зернові культури на бідних по природній родючості грунтах до посіву чи в ранні фази росту і розвитку не завжди супроводжується підвищенням урожаю. Це пояснюється тим, що при низькому вмісті в грунті азоту, весь додатково внесений в грунт азот використовується рослинами на збільшення вегетативної маси, а на побудову клейковини білків його не хватає. При внесенні азотних добрив на більш родючих грунтах і в більш пізні фази росту і розвитку рослин азот відкладається головним чином в зерні, збільшується вміст білку [145, 168]. Фосфорні добрива в одних випадках поліпшують якість зерна зернових, в других вони не впливали, а в інших випадках можуть понижувати якість урожаю. Така різна дія пов’язана з тим, що ці добрива проявляють позитивну дію, ефективність лише при правильному співвідношенні азоту і калію в грунті, що вносяться з добривами [145, 168]. Найбільший приріст урожаю дають добрива в районах Полісся та Лісостепу з достатньою кількістю опадів. У районах Степу ефективність добрив внесених під кукурудзу і інші культури, значно нижча. Високу ефективність дає підживлення посівів мінеральними добривами. Норми і співвідношення поживних речовин при підживленні встановлюють залежно від родючості грунту, умов погоди та стану посівів. На чорноземах і каштанових грунтах вносять у підвищених дозах фосфорні добрива, а на підзолистих та сірих лісових грунтах – азотні і калійні. В дощові роки норми добрив дещо підвищують. Амофос-34. Біологічна особливість окремих сільськогосподарських культур, грунтів і агрохімічних фонів диктують необхідність застосування добрив з різним співвідношенням поживних речовин – азоту, фосфору, калію, магнію, а також окремих мікроелементів. Такі добрива називають комплексні. За  0  \fспособом виробництва їх можна розділити на складні, складні-змішані і змішані добрива. Ефективність складних добрив у значній мірі визначається наявністю в їх складі водорозчинних форм фосфору. Складні добрива мають ряд переваг в порівнянні з односторонніми туками. Одна з важливих переваг складних добрив: їх можна рівномірно вносити в грунт. Дослідження показують, що складні добрива по ефективності не уступають набору простих добрив, внесених в еквівалентних кількостях, а в ряді випадків і переважають їх. В своїх дослідженнях ми вивчали вплив нового добрива Амофос-34 на навколишнє природнє середовище, урожай і якість продукції, порівнювали їх з контролем і з амофосом 52. Посилене фосфорно-калійне живлення на початку вегетації сприяє кращому розвитку кореневої системи. Найбільше потребує пшениця азоту і фосфору в період від кущення до цвітіння, а калію в період цвітіння. Дослідження останніх років свідчать, що серед нових нетрадиційних резервів підвищення продуктивності пшеничних ланів, які не вимагають значних додаткових витрат є широке запровадження нових регуляторів росту рослин. Застосування великої кількості добрив, особливо  фізіологічно кислих  (азотні, калійні та ін.) зумовлює погіршення фізико-хімічних і біологічних властивостей грунтів, насамперед малобуферних, легких. Грунтознавці й агрохіміки вже давно встановили побічну дію добрив, їх вплив на підживлення грунтів. Ефективність же складних добрив (в т.ч. і амофосу-34) у значній мірі визначається наявністю в їх складі водорозчинних форм фосфору; складні добрива мають ряд переваг в порівнянні з односторонніми туками. Вони дозволяють краще забезпечувати потребу рослин в поживних речовинах. Результати польових досліджень по впливу мінеральних добрив на урожай цукрового буряка приведені в таблиці 4.1.  1  \fТаблиця 4.1 Вплив нових видів мінеральних добрив на врожайність буряка цукрового, (сорт Уладівський), т\/га ДГ Шубківське» Рівненського ІАПВ № п\/п  Середнє  Роки Варіанти досліду  2000  2001  Приріст до контролю  2002 2003 т\/га  %  1.  Контроль  36,0  259  33,3  29,5  31,2  2  Амофос-34 Р160  37,7  38,5  4,5  42,3  41,0  9,6  31,4  3  Амофос-52 Р160  44,4  40,7  47,8  35,5  42,1  10,9  34,9  4  N170P160K200  48,1  45,1  57,7  44,4  48,8  17,6  55,0  5  Амофос-34+ N170K200  52,5  55,5  55,5  45,9  52,3  21,1  67,6  6  Амофос-52+ N170K200  51,8  59,2  59,0  58,1  57,0  25,8  82,7  ПІР, 58 т\/га  5,76  Sx%  4,2  Амофос-34 має слідуючий хімічний склад: N – 10 + 1%, P2О5 – 34+ 2%, CaO –   + 2%, SO3 20 + 2%. В проведених нами дослідженнях з амофосом-34 вміст рухомого фосфору на контролі при збиранні урожаю становив 194 мг\/кг грунту, на варіанті з амофосом-34 в дозі 90 мг\/кг по фосфору -241 мг\/кг при внесенні NPK-220 амофосу-34+N+K дорівнювало 239 мг\/кг. Обмінного калію – на контролі 96,амофосу-34 – 98, Амофосу-34+N+K – 132 мг\/кг гнуту, внесення амофосу-34 підвищує вміст рухомого фосфору, а з доповненням калію і кальцію в грунті кислотність грунту оставалась майже на рівні контролю, відповідно 5,0 і 4,85. З приведених вище даних видно, що внесення амофосу-34 підвищувало якість цукрового буряка в порівнянні з контролем, вміст цукру і сухих речовин фосфору і калію були вищі, ніж на контролі, вони були майже однаковими з внесенням амофосу-52 (табл. 4.2).   2  \fПовне мінеральне добриво N60P60K60 дало приріст урожайності 17,6 т\/га, а амофос-52 – 10,6 т\/га. Найвищий приріст урожайності в цьому досліді отримали від доповнення амофосу-34 азотними і калійними добривами – 25,8 т\/га . Таблиця 4.2 Вплив амососу-34 в порівнянні з іншими добривами на цукристість, вміст сухої речовини та NPK у продукції (чорнозем типовий середньосуглинковий), 2000-2003 рр. № п\/п  Варіанти досліду  Вміст в коренях,% P 0,13  K 0,17  Вміст сухої речовини 23,65  Цукристість  1.  Контроль (без добрив)  22,3  N 0,64  2  Амофос-34 (Р90)  23,2  0,83  0,14  0,17  25,55  3  Амофос-52 (Р90)  23,4  0,83  0,15  0,18  25,15  4  N 0P90K 0  23,7  1,05  0,14  0,16  25,08  5  Амофос-34 + N+K Рівне (варіант 4) Амофос-52 + N+K Рівне (варіант 4)  23,2  1,05  0,13  0,18  24,82  23,7  1,06  0,16  0,18  24,65  6  Новий вид мінеральних добрив амофос-34 внесений в чистому виді під різні сільськогосподарські культури в нормах по фосфору: пшениця яра сорту Галан-60, кукурудза - 90 і цукровий буряк - 160 кг\/га діючої речовини, у порівнянні з контролем, істотно збільшує урожай даних сільськогосподарських культур (19,7-71,6%). Приріст урожайності до контролю відповідно по культурах становить: 2,7; 3,2; 2,8; 22,2 і 9,8 тонн. Амофос-52, внесений під ці культури в тих же дозах по фосфору практично по урожайності не переважає Амофос-34. Традиційні мінеральні добрива застосовані залежно від культури в нормах N – 60, 90,  0, 170; Р – 60, 90, 160; К – 60, 90,  0, 200 кг\/га діючої речовини у порівнянні з контролем і різними видами амофосів застосованих в чистому виді істотно збільшують урожайність цих культур. Амофос-34% і Амофос-52, внесений разом з азотно-калійними добривами в нормах, які відповідають складу норми традиційних добрив, істотно  3  \fзбільшували урожайність вищезгаданих культур у порівнянні з традиційними мінеральними добривами. Проте між ними різниці в урожаях практично не було. Але у чотирьох культур амофос-34% в цих умовах виявився ефективнішим, спостерігалась тенденція до збільшення урожайності. Амофос-34, внесений в чистому виді і разом з азотно-калійними добривами, діяв на кормову цінність сільськогосподарських культур неоднозначно. У ярої пшениці вміст клейковини, білка, загального азоту, маси тисячі зерен збільшилась у порівнянні з контрольним варіантом, фосфору і калію дещо зменшилось. Нітроамофоска. При внесенні мінеральних добрив змінюється не тільки загальна маса врожаю, але і його хімічний склад. Застосування мінеральних добрив дає можливість отримати високі врожаї. Якість врожаю в залежності від вирощування може змінюватися в широких інтервалах. Агрохімічні дослідження показують, що найбільш ефективним швидкодіючим фактором, що приводить до підвищення якості врожаю є мінеральні добрива. Таблиця 4.3 Середня довжина і ширина листкової поверхні рослин буряка цукрового на виробничому досліді (дані 2006-2007 років) Схема досліду Контроль (фон) 0,1 т\/га нітроамофоски під культивацію 0,2 т\/га нітроамофоски під культивацію 0,3 т\/га нітроамофоски під культивацію 0,15 т\/га нітроамофоски при посіві  Середня довжина Листкової поверхні, см 05.06.07 15.06.07 9,6 21,2  Середня ширина Листкової поверхні, см 05.06.07 15.06.07 3,9 7,8  9,7  21,4  3,7  7,9  10,7  22,9  4,5  9,1  11,4  24,2  4,8  9,8  10,4  22,3  4,4  8,4  Вносячи ті чи інші мінеральні добрива, можна змінити напрямок процесу обміну в бажану сторону і впливати на нагромадження в рослині білків, крохмалю, цукрі, жирів.   4  \fМетою виробничих і дрібно ділянкових досліджень було виявлення впливу різних доз нітроамофоски на фоні аміачної води по 8 ц\/га під глибоку оранку на врожайність цукрового буряка, їх цукристість та економічна ефективність. При внесенні мінеральних добрив змінюється не тільки загальна маса врожаю, але і його хімічний склад. Правильне застосування мінеральних добрив дає можливість отримати високі врожаї із високою якістю. Якість врожаю в залежності від умов вирощування може змінюватися в широких інтервалах. Таблиця 4.4 Облік наростання маси рослин (коренів) буряка цукрового, 2006 р. Вага кореня, г  1  Вага гички, г  Варіанти  14.06.  30.06.  20.07.  15.09.  14.06.  30.06.  20.07.  15.09.  Контроль  2,6  31,2  264,4  570  33,0  150  404,4  530  3,0  52,7  273  720  33,0  248  521  580  3,4  75,1  341,6  740  38,0  283  541  670  5,6   4,6  371,6  830  56,2  368,6  625  670  2 0,1 т нітроамофоски 3 0,2 т нітроамофоски 4 0,3 т нітроамофоски  Таблиця 4.5 Облік наростання маси рослин(коренів) буряка цукрового, 2007 р. Варіанти  1  Контроль  2 0,1 т нітроамофоски 3 0,2 т нітроамофоски 4 0,3 т нітроамофоски  Вага кореня, г  Вага гички, г  15.0  15.0  18.0  22.0  21.09  15.0  5  6  7  8  2,2  39,1  154  404  592  11,1  2,3  82,1  197  424  680  2,2  89,0  201  595  2,6  96,7  263  747  15.06  18.7  22.0  21.0  7  8  9  104,66  206  366  236  11,0  146,8  233  441  253  785  11,3  141,7  236  492  315  1043  13,9  192,0  258  519  322  5  Агрохімічні дослідження показують, що найбільш ефективним і швидким діючим фактором, що приводить до підвищення якості врожаю являються мінеральні добрива. Вносячи ті чи інші мінеральні добрива, можна змінювати  5  \fнапрямок процесу обміну речовин в бажану сторону і впливати на нагромадження в рослині білків, крохмалю, цукрі, жирів. Кінцевою метою вирощування цукрового буряка є отримання цукру, патоки, жому; які використовують як продукти харчування для людей, кормів для сільськогосподарських тварин, а також як сировина для промисловості. Метою наших дослідів виробничих і дрібноділянкових було виявлення впливу різних доз нітроамофоски на фоні аміачної води по 8 ц\/га під глибоку оранку на врожайність цукрового буряка, їх цукристість та економічна ефективність. Одним із важливих питань сільськогосподарського виробництва в даний час є вивчення стимуляторів росту для рослин. В нашому досліді вивчався стимулятор росту «Гарт», вплив його на урожай цукрового буряка та якісні показники кінцевої продукції. Стимулятор росту «Гарт» вносили на фоні аміачної води 8 ц\/га із послідуючим внесенням різних доз нітроамофоски під культивацію та в рядки при посіві. Одночасно із відбором грунтових зразків проводився відбір рослинних зразків. В рослинних зразках на початку вегетації цукрового буряка проводилися заміри листкової пластинки, визначалася вага кореня і гички по фазах розвитку цукрового буряка, визначалася урожайність, цукристість коренів, вміст в гичці і коренях азоту, фосфору і калію. В фазі змикання рядків 5.07.06 р. вносили стимулятор росту «Гарт» по 50 мл\/га позакоренево. На початку вегетації проводилися заміри листкової пластинки цукрового буряка (довжина, ширина). Перший замір було проведено задовго до початку змикання рядків 2.06.06 р. Із результатів наведених в таблиці видно, що довжина і ширина листкової пластинки залежить від дози внесеної нітроамофоски. На варіанті з внесенням 3 ц\/га нітроамофоски, довжина листкової пластинки більша на 1,8 см в порівнянні з контролем. Ширина листкової поверхні рослин цукрового  буряка  також  знаходиться  в  прямій  залежності  від  дози  нітроамофоски. На варіанті з внесенням 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію  6  \fширина листкової пластинки більша на0,9 см ніж на контролі. На варіанті з внесенням 1,5 ц\/га нітроамофоски довжина листкової пластинки більша ніж на контролі на 0,8 см, а ширина на 0,5 см. З проведених досліджень можна зробити висновок, що використання 3 ц\/га нітроамофоски сприяло більш кращому розвитку рослин цукрового буряка ніж 1-2 ц\/га. Наступний відбір рослинних зразків проводився у фазі змикання рядків цукрового буряка 15.06. Результати зважування рослин приводяться в таблиці. Із наведених результатів видно, що найбільша приріст ваги кореня і гички на варіанті з внесенням 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію. На цьому варіанті приріст ваги кореня вища на 57,6 грами в порівнянні із контролем, а гички на 87 грамів. У фазу змикання рядків приріст ваги коренів іде вже більш інтенсивно, ніж приріст гички, в даний час лише в 3,5 рази гички перевищує вагу кореня. Черговий відбір рослинних зразків з метою визначення ваги кореня і гички проводився 18.07. Результати кореня і гички приведені в таблиці 5.6. На цьому варіанті приріст ваги кореня на 109 г більший по відношенню до контролю. Таблиця 4.6 Облік наростання маси рослин буряка цукрового, 2007 р. Схема досліду Контроль (фон) 0,1 т\/га нітроамофоски 0,2 т\/га нітроамофоски 0,3 т\/га нітроамофоски 0,8 т\/га ам. води + 0,15 т\/га нітроамофоски при посіві  Вага кореня, г  Вага гички, г  15.06.07  18.07.07  приріст  15.06.07  18.07.07  приріст  39,1 82,1 89,0 96,7  154 197 201 263  114,9 114,9 1 ,0 166,3  104,6 146,8 141,7 192,0  206 233 236 258  101,4 86,2 94,3 66,0  69,0  169  100,0  138,6  223  84,4  За результатами дослідження необхідно відмітити, що на всіх варіантах на кінець вегетації отримано приріст кореня і гички. Цей приріст відповідає кількості внесених добрив. Найбільший приріст кореня отримано на варіанті + 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію – 830 г.  7  \fХарактеризуючи результати таблиці по урожайності коренів буряка цукрового, необхідно відмітити, що використання нітроамофоски 1-3 ц\/га дають приріст урожаю. Приріст урожаю коренів знаходиться в прямій залежності від кількості використаних мінеральних добрив. Найбільша  урожайність  відмічено  на  варіанті  з  використанням  0,3 т\/га нітроамофоски позакоренево. Таблиця 4.7 Урожайність коренів, вміст та вихід цукру при застосуванні аміачної селітри Варіанти  Урожай коренів, т\/га  2006  2007  2008  середнє  2005  2006  2007  середнє  2005  2006  2007  середнє  Контроль (без добрив 0,1 т  Вихід цукру, т\/га  2005  дослідів  Вміст цукру, %  26,6  43,8  41,6  41,4  38,3  44,5  16,8  14,4  15,9  4,32  7,36  6,58  6,07  31,6  55,9  52,6  47,6  46,9  18,3  17,1  15,0  16,8  5,67  9,58  8,00  7,75  34,8  58,4  54,0  54,9  50,5  17,7  17,9  14,4  16,7  6,15  10,4  7,90  8,17  8,57  8,53  ам. селітри 0,2 т ам. селітри 0,3 т  5 41,6  60,5  60,6  63,1  56,4  19,4  14,9  13,6  16,0  8,02  9,01  ам. селітри  Сприятливі погодні умови в осінній період зумовили значний приріст коренів буряка цукрового. За період від 15.09.06 до 09.10.06 урожайність виросла на 2,2 т\/га на контролі, а на варіанті 4 до 31,6 т\/га. На нашу думку, такий приріст урожаю коренів став можливим за рахунок того, що висіяний гібрид, а не сорт. Гібрид очевидно має необмежений період вегетації. Слід зазначити, що врожайність коренів буряка цукрового знаходиться в прямій залежності від забезпеченості грунту поживними речовинами. При позакореневому внесенні 50 кг\/га карбаміду на фоні 3 ц\/га аміачної селітри під культивацію, приріст врожаю становив 5,5 т\/га. На варіанті з позакореневим внесенням 50 кг\/га карбаміду + 50 мл\/га стимулятора росту Гарт на фоні 3 ц\/га аміачної селітри під культивацію приріст  8  \fурожаю становив 8,1 т\/га. Застосування стимулятора росту Гарт 50 мл\/га позакоренево на фоні 3 ц\/га аміачної селітри дало приріст урожаю коренів цукрового буряка 8,4 т\/га. Внесення аміачної селітри на виробничому досліді з цукровим буряком підвищило вміст цукру в коренях від 0,8-0,9%, на варіанті з внесенням 3 ц\/га. Використання стимулятора росту Гарт позакоренево на фоні 3 ц\/га аміачної селітри дає підвищення цукристості на 2,9%. Амофос-34 і Амофос-52, внесені разом з азотно-калійними добривами в нормах, які відповідають складу норми традиційних добрив, істотно збільшували урожайність зазначених культур порівняно з традиційними мінеральними добривами. Проте між ними різниці в урожаях практично не було. Але у чотирьох культур Амофос-34 в цих умовах виявився ефективнішим, спостерігалась тенденція до збільшення урожайності. Амофос-34, внесений в чистому вигляді і разом з азотно-калійними добривами, діяв на кормову цінність сільськогосподарських культур неоднозначно. У пшениці ярої вміст клейковини, білка, загального азоту, маси 1000 зерен збільшився порівняно з контрольним варіантом, фосфору і калію – дещо зменшилось. Отже на основі проведених досліджень можна рекомендувати при урожаї озимих 4-5 т\/га оптимальні дози тукосуміші такі. Таблиця 4.8 Рекомендовані дози тукосуміші згідно типу грунту Грунти  Тукосуміш марки А за фосфором Низький Середній Високий  Тукосуміш марки В за калієм Низький Середній Високий  (І-ІІІ)  (ІV-V)  (VI)  (I-II)  (III-IV)  (V-VI)  Суглинкові  4,0-4,8  3,2-3,6  2,4-2,8  3,5-4,0  3,0-4,0  3,0-3,5  Супіщаній  3,6-4,4  2,8-3,2  2,0-2,4  4,0-4,5  3,3-4,0  3,3-4,0  Торфові  4,0-4,4  3,6-4,0  2,8-3,2  4,0-4,5  3,3-4,0  3,5-4,5  Максимальні дози тукосуміші на 1 га посіву: пшениці озимої – 5,6 ц\/га, тритикале –5,6, ячменю –4,2, кукурудзи – 4,8, гречки – 3,6, картоплі –7,2, буряка цукрового – 7,2, буряка кормового – 6,0, льону – 5,6 ц\/га.  9  \fЩоб не погіршувати навколишнього середовища рекомендуємо внесення Амофосу-34 не вище таких доз: під пшеницю озиму і тритикале – 4,1 ц\/га фізичної ваги, під жито – 3,8, овес – 2,0, кукурудзу на зерно і силос – 3,5, картоплю – 2,6, буряк цукровий – 5,3, кормові коренеплоди –4,4, гречку 1,8 ц\/га. Амофос-34 можна вносити, як під основний обробіток грунту, так і в рядки при сівбі, локально у підживлення. 4.2. Застосування органічних добрив Збільшення виробництва рослинницької продукції тісно пов’язане із застосуванням добрив. Внесення добрив різко скоротилось. Постало питання як підвищити урожайність полів. В останні роки в світовій практиці важливим напрямком і ефективним заходом підвищення ефективності землеробства стає штучне регулювання росту і розвитку рослин. Такі препарати почали випускати і наукові установи України. Висока ефективність препарату підтверджена нами як у наукових дослідженнях, так і у виробничих умовах при застосуванні Гумісолу на великих площах. Нами встановлено, що Гумісол позитивно впливає на ріст і розвиток цукрових буряків. Позакореневе підживлення посівів цукрового буряка препаратом за три роки досліджень збільшило урожай коренів на  ,5-17,8 т\/га (31,4-44,5%), вміст цукру зростав на 1,4-1,5%. Урожай на контролі становив 40,0 т\/га при вмісті цукру 16,15%. Допосівна обробка насіння в дозі 6 л\/т дала приріст урожаю 6,7 т\/га (16,7%). Допосівна обробка насіння з послідуючим обприскуванням посівів Гумісолом збільшувало урожай коренів на 9,4- ,7 т\/га (23,4-31,7%). Застосування препарату у виробничих умовах дало аналогічні результати в порівнянні з дослідними ділянками. Обприскування посівів цукрового буряка найефективніше в період розвитку рослин від змикання листя в рядках до змикання міжрядь. 130  \fТаблиця 4.9 Вплив Гумісолу на урожай буряка цукрового Варіанти досліду № п\/п 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.  8.  Урожай, т\/га  1997 1998 1999 Середнє за 3 роки Контроль 34,0 39,0 47,0 40,0 Гумісолом 6 л\/га 48,0 49,0 60,5 52,5 Гумісолом   л\/га 53,0 56,0 64,4 57,8 Гумісолом 18 л\/га 55,5 Контроль 35,8 42,0 42,5 40,1 Обробка насіння 6 л\/т 41,0 47,0 52,4 46,8 Обробка насіння 6 43,0 49,0 56,4 49,5 л\/т + обприскування посівів 6 л\/га Обробка насіння 6 49,0 53,0 59,5 52,8 л\/т + обприскування посівів   л\/га НІР т\/га 3,91 4,00 3,55 Р% 3,39 2,14  Приріст урожаю т\/га %  Вага Урожай кореня, гички, г т\/га   ,5 17,8  31,4 44,5  283 400 442  27,0 37,0 40,5  6,7 9,4  16,7 23,4  300 342 375  32,5 34,0 39,0   ,7  31,7  417  42,0  В першій рік досліджень буряк цукровий був посіяний в агрофірмі «Старт» на два тижні пізніше, ніж в АПГ «Промінь». Так як на контролі, так і на дослідних ділянках урожайність була нижча. Крім того, в цих дослідах посіви цукрового буряка ми обробили Гумісолом вдень, а в ночі приблизно через 6-8 годин після обробки пішов сильний дощ. Від обприскування Гумісолом в цьому досліді приріст урожаю складав 6,5-11,2 т\/га. Ці дані засвідчують про те, що після шести годин після обробки посівів цукрового буряка препарат спрацював, він уже подіяв на урожай і кість культури. При застосуванні Гумісолу на посівах буряка цукрового росла вага кореня, вміст цукру і сухих речовин не зменшувався.  Позакореневе  підживлення цукрового буряка за три роки досліджень збільшило збір цукру з 1 га на 2,65-3,57 т\/га (41,3-55,2%), обробка насіння на 1,65 т\/га (25,4%) і обробка насіння з послідуючим обприскуванням на 2,11-2,69 т\/га (32,641,4%). 131  \fТаблиця 4.10 Вплив Гумісолу на урожай буряка цукрового (виробничі досліди) № Варіанти досліду п\/п 1. 2 3 1 2 3  Урожай, т\/га 1997 1998 1999  Контроль 38,9 42,0 42,7 Обробка насіння 44,0 47,0 52,4 6 л\/т Обприскування 48,5 52,0 55,5 посівів 6 т\/га Дослід 2 30,0 Контроль Обприскування 36,5 посівів 6 л\/га Обприскування 41,2 посівів   л\/га НІР т\/га 3,66 4,00 3,47 Р% 3,49 3,39 2,76 Позакореневе  підживлення  посівів  Середнє за 3 роки  Приріст урожаю т\/га %  41,2 47,8  6,6  16,0  52,0  10,8  26,2  -  -  6,5  21,6  11,2  37,3  буряка  Гумісолом  цукрового  підвищило урожай коренів на 7,5 т\/га, Гумісолом-екстра на 7,3-8,8 т\/га ( ,014,5%) і Гумісолом-супер на 7,3-9,6 т\/га. Оптимальними дозами Гумісолу-екстра були 6 л\/га, а гумісолу-супер – 3 л\/га. При обприскуванні посівів цукрового буряка Гумісолом і Гумісолом-екстра вміст цукру зростав на 2,0% і Гумісолом-супер до 1,75%. Зростав вихід цукру з гектара. Отже, в результаті трирічних досліджень обприскування посівів цукрового буряка Гумісолом дало приріст урожаю коренів  ,5-17,8 т\/га (31,4-44,5%), вміст цукру зростав на 1,4-1,5% і вихід цукру х 1 га на 26,5-35,7 т\/га (41,3-55,2%). Допосівна обробка насіння по 6 л\/т збільшила урожай коренів на 6,7 т\/га. Допосівна обробка насіння по 6 л\/т збільшила урожай коренів на 6,7 т\/га (16,7%), обробка насіння до посіву і послідуюче обприскування посівів дало приріст урожаю на 9,4 - ,7 т\/га (23,4-31,7%).  132  \fТаблиця 4.11 Вміст цукру, сухих речовин і не цукрів речовин у коренях буряка цукрового у дослідах з Гумісолом, (%) № п\/п  1 2 1  Показники  Вміст цукру в коренях,%  + до контролю  АПГ «Промінь» 14,76 16,26 +1,50  Контроль Посіви обприскані Гумісолом  Агрофірма «Старт» 16,00 -  Контроль Посіви обприскані Ендофітом  17,34  +1,34  Вміст сухих речовин, %  Вміст не цукрів, %  20,85 21,25  8,55 7,70  24,55  8,55  24,90  8,55 Таблиця 4.   Вихід цукру в дослідах при застосуванні Гумісолу № п\/п  Варіанти досліду  Урожай коренів, т\/га  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Контроль Гумісолом 6 л\/га Гумісолом   л\/га Контроль Обробка насіння 6 л\/т Обробка насіння 6 л\/т + обприскування посівів 6 л\/га Обробка насіння 6 л\/т + обприскування посівів   л\/га  7.  Збір цукру з 1 га, т  36,5 48,5 54,5 38,9 44,0  Вміст цукру у коренях, % 14,76 16,15 16,25 14,76 16,10  Приріст виходу цукру т\/га %  5,39 7,83 8,86 5,74 7,08  2,44 3,47 1,34  45,3 64,4 23,3  46,0  16,25  7,48  1,74  30,3  51,0  16,25  8,29  2,55  44,4  Таблиця 4.13 Вміст цукру, сухих речовин і не цукрів у коренях буряка цукрового у дослідах з Гумісолом, % Цукру, %  № п\/п  Вміст сухих речовин, %  Показники  Вміст не цукрів, %  1997  1998  1999  1997  1998  1999  1997  1  Контроль  14,76  16,18  17,6  20,85  23,20  22,02  8,55  2  Посіви обприскані Гумісолом  16,26  17,38  18,75  21,25  23,77  22,51  7,70  133  1998  1999  \fТаблиця 4.14 Вихід цукру в дослідах при застосуванні Гумісолу № п\/п 1 2 3 4 5 6  7 8  Варіанти досліду  Збір цукру з 1 га, т 6,47 9,  10,04 9,65 6,49 8,13  Контроль Гумісолом 6 л\/га Гумісолом   л\/га Гумісолом 18 л\/га Контроль Обробка насіння 6 л\/т  Обробка насіння 6 л\/т + обприскування посівів 6 л\/га Обробка насіння 6 л\/т + обприскування посівів   л\/га  Приріст виходу цукру т\/га % 2,65 41,3 3,57 55,2 2,17 49,0 1,64 25,4  8,60  2,1  32,6  9,177  2,69  41,4  При застосуванні Гумісолу на посівах буряка цукрового росла вага кореня, вміст цукру, сухих речовин, зменшувався вміст не цукрів. Отже, в результаті трирічних досліджень обприскування посівів Гумісолом дало приріст урожаю коренів  ,5-17,8 т\/га (31,4-44,5%), вміст цукру зростав на 1,4-1,5%, і вихід цукру з 1 га на 2,65-3,57 т\/га (41,3-55,2%). Екогумінат. Вплив різних доз м'ясо-кісткового борошна (Екогумінат) на урожай та якість сільськогосподарських культур. Вперше в виробничих умовах вивчено вплив м'ясо-кісткового борошна на основні показники родючості грунту, вплив на якість отриманої продукції, а також баланс поживних речовин та економічну ефективність застосування м'ясокісткового борошна (Екогумінату). Основним завданням досліджень є вивчення впливу м'ясо-кісткового борошна (Екогумінату) на основні показники родючості грунту, вплив на якість отриманої продукції. При збиранні та обліку урожаю буряка цукрового проводились біометричні виміри структури врожаю, враховувалась кількість та маса основної та побічної продукції. 134  \fТаблиця 4.15 Біометричні показники структури врожаю буряка цукрового Середня вага кореня, г  Середня вага гички, г  г  г  +-  +-  Співвідношення коренів до гички  Контроль  480  -  110  -  1:0,23  Фон+2,5 т\/га (екогумінату) Фон+5,0 т\/га (екогумінату) Фон+10,0 т\/га (екогумінату)  580  +100  200  +90  1:0,34  670  +150  250  +140  1:0,37  720  +240  270  +160  1:0,38  Згідно результатів вимірювань середня вага кореня на контролі становила 480 г, а вага листової поверхні цукрового буряка – 110 г. Співвідношення ваги кореня до ваги гички на контролі становило 1 : 0,23. Внесення Екогумінату суттєво змінювало структуру врожаю буряка цукрового, разом з збільшенням середньої ваги коренів збільшувалась маса листової поверхні буряка. Застосування Екогумінату в дозах : 2,5, 5,0, 10,0 т\/га збільшувало масу кореня відповідно на 100 г, 150 г, 240 г, а маса гички зростала на 90 г, 140 г, 160 г відповідно. Таблиця 4.16 Урожай та якість буряка цукрового Варіант  Урожай, т\/га  Цукристість, %  Вихід цукру, т\/га  +Контроль (без екогумінату) Фон+2,5 т\/га (екогумінату) Фон+5,0 т\/га (екогумінату) Фон+10,0 т\/га (екогумінату)  +-  41,5  -  13,55  5,6  -  46,4  +4,9  14,00  6,5  +0,9  53,6  + ,1  14,76  7,9  +2,3  57,6  +16,1  14,36  8,3  +2,7  135  \fСередня вага кореня в варіантах 2, 3, 4 становила відповідно 580 г, 670 г, 720 г. Середній вміст азоту, фосфору, калію на контролі становив відповідно 1,01%, 0,21%, 0,72%, а в листовій поверхні – 1,25%, 0,22%, 2,13% відповідно. В варіантах з внесенням Екогумінату збільшувався вміст елементів живлення, як в основній так і в побічній продукції. Застосування Екогумінату сприяло збільшенню маси основної та побічної продукції, а також підвищувало вміст елементів живлення в рослинах. Урожай коренеплодів буряка цукрового на контролі становив 41,5 т\/га при вмісті цукру в коренях 13,55%, а розрахунковий вихід цукру з гектара становив 5,6 т\/га. Внесення Екогумінату підвищувало урожай коренів цукрового буряка відносно контролю та прибавка врожаю складала відповідно на 4,9 т\/га, 1,21 т\/га, 16,1 т\/га. До певного рівня Екогумінат підвищував вміст цукру в коренях, але це стосується лише доз 2,5, 5,0 т\/га. При дозі 10,0 т\/га вміст цукру в коренях знижувався відносно варіанту 3 (5,0 т\/га) на 0,40%. Доза Екогумінату 10 т\/га зменшує вміст цукру в коренеплодах, але підвищує врожай, що потребує додаткового економічного обгрунтування з метою застосування доз Екогумінату, яка перевищує за 5,0 т\/га. Погодні умови були несприятливими для вирощування  буряка  цукрового, перш за все це стосується забезпечення рослин водою. Як відомо максимальне споживання елементів живлення рослинами цукрового буряка та формування врожаю припадає на період червень-серпень. В цей період розвитку в рослини цукрового буряка надходить 70% азоту, 50% фосфору, 60% калію, 75% магнію від загальної кількості спожитих елементів живлення. Інтенсивність розвитку рослин цукрового буряка визначається не лише рівнем забезпеченості грунтів елементами живлення, фітосанітарним станом посівів, але і сприятливими погодними умовами, достатнім забезпеченням рослин вологою. 136  \fПосушливий період негативно вплинув на інтенсивність розвитку рослин, що в подальшому позначилось на урожаї при відносно достатній забезпеченості грунту елементами живлення. Рівень забезпечення грунтів елементами живлення, система захисту рослин від шкідників та хвороб при сприятливих погодних умовах забезпечував врожай буряка цукрового на рівні 55,0-65,0 т\/га, фактично на контрольних ділянках отримано в середньому 41,5 т\/га, тобто за рахунок несприятливих погодних умов в період інтенсивного розвитку цукрового буряка недобір урожаю становив 15,0-20,0 т\/га. Застосування Екогумінату забезпечувало приріст врожаю цукрових буряків створюючи позитивний баланс основних елементів живлення в несприятливих умовах 2007 року. Отже, в довготривалому досліді по вивченню впливу органічного добрива Екогумінат на родючість грунтів, урожай та якість вирощуваних сільськогосподарських культур в сівозміні на фоні існуючої системи удобрення та системи захисту рослин, використання на основі проведених досліджень доцільно зробити наступні висновки: – застосування Екогумінату в дозах 2,5, 5,0, 10,0 т\/га сприяв підвищенню, відносно контролю, вмісту в шарі грунту 0-20 см; – азоту, що легкогідролізується, відповідно на 4, 7, 13 мг\/кг; – азоту амонію, відповідно на 0,8, 1,8, 4,5 мг\/кг; – азоту нітратів, відповідно на  ,6, 57,8, 79,8 мг\/кг; – рухомого фосфору, відповідно на 5, 9, 15 мг\/кг; – рухомого калію, відповідно на 3, 8,   мг\/кг. – суттєвого впливу Екогумінату на вміст азоту, що легко гідролізується, рухомого фосфору та обмінного калію в шарах грунту 80-100 см не виявлено. – приріст урожаю цукрового буряка від застосування Екогумінату в дозах 2,5, 5,0, 10,0 т\/га складала відповідно 4,9 т\/га,  ,1 т\/га, 16,1 т\/га.  137  \f– на фоні підвищення урожаю коренів цукрового буряка Екогумінат сприяв збільшенню в них вмісту цукру відносно до контролю на: 0,45% при дозі – 2,5 т\/га; 1,21% при дозі – 5,0 т\/га; 0,81% при дозі – 10,0 т\/га. -  економічно виправданою дозою застосування Екогумінату під  цукровий буряк є добрива до 5,0 т\/га, а застосування 10,0 т\/га є збитковим. - застосування Екогумінату на всіх варіантах досліджень підтримував позитивний баланс з основних елементів живлення. Економічно виправданою дозою внесення Екогумінату під цукровий буряк є внесення до 5,0 т\/га добрива. Органічне добриво Екогумінат не містить надмірних кількостей солей важких металів, є екологічно безпечним і не забруднює грунти. 4.3. Застосування органо-мінеральних добрив Головна перевага Віталисту в тому, що макро- і мікроелементи знаходяться у фізіологічно-активній органо-мінеральній формі, що дозволяє при невисоких дозах забезпечувати суттєве посилення росту і розвитку культур. Останнє супроводжується підвищенням продуктивності й якості урожаю. На відміну від традиційних мінеральних добрив, значна частина яких після внесення зв’язується у грунті, Віталист повністю засвоюється при нанесенні на насіння і при позакореневому підживленні по вегетації. Віталист при вирощуванні цукрового буряка можна використовувати для допосівної обробки насіння або застосувати одночасно з засобами захисту рослин чи окремо при обприскуванні посівів в процесі вегетації. Висока ефективність препарату підтверджена нами як у наукових дослідженнях, так і у виробничих умовах.  138  \fТаблиця 4.17 Урожай буряка цукрового залежно від застосування ОМД Віталист № п\/п  Урожай цукрового буряка, т\/га  Приріст  Варіанти  урожаю,% 2003  2004  2005  20062015  Середнє  т\/га  %  1.  Контроль (без препарату)  50,4  45,4  48,4  57,0  59,7  -  -  2.  Гумісол 10 л\/га  57,4  56,5  52,0  62,3  57,1  4,4  8,3  3.  Віталист  ,5 л\/га  54,9  51,5  51,4  61,6  56,5  3,8  7,2  4.  Віталист 10 л\/га  56,7  52,9  53,7  64,2  59,0  6,3   ,0  5.  Віталист 20,0 л\/га  -  -  56,6  66,3  61,5  9,7  18,4  6.  НІР, т\/га  3,5  2,4  3,9  4,7  -  -  -  Нами встановлено, що Віталист позитивно впливає на ріст і розвиток буряка цукрового. Позакореневе підживлення цукрового буряка препаратом збільшило урожай коренів на 3,8–9,7 т\/га, вміст цукру зростав на 1,4–1,5%. Урожай на контролі становив 52,7 т\/га при вмісті цукру 16,15%. Обприскування посівів найефективніше в період розвитку рослин від змикання листя в рядках до змикання міжрядь. Отримані результати приведені в таблиці 4.18 З даних таблиць видно, що в середньому за 4 роки урожай коренів буряка цукрового на контролі, тобто по факту становив 52,7 т\/га, з вмістом цукру 16,8%, виходом цукру 8,67 т\/га, масою одного кореня 497 г. При застосуванні Гумісолу   л\/га (стандарт) урожай коренів становив 57,1 т\/га, що на 4,4 т\/га (8,3%) більше контролю. Маса одного кореня рівнялась 575 г. Вміст цукру зростав на 0,83% і вихід цукру на 4,5 т\/га (14,8%) до контролю.  139  \fТаблиця 4.18 Урожайність буряка цукрового залежно від погодних умов року (господарство «Контакт» Васильківського району) № п\/п  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Варіанти дослідів Контроль (без препаратів) Емістим, 10 мл\/га Ендофіт, 10 мл\/га Гумісол, 10 л\/га Віталист, 10 л\/га Оазис, 10 л\/га НІР Опадів: за рік За вегетаційний період  2005 рік 2006 рік Урожайність Приріст Урожайність Приріст т\/га від т\/га від препарату препарату 48,4 57,0 52,7 52,8 52,0 53,7 53,8 3,9 495,3 300,0  4,3 4,4 2,6 5,3 5,4  60,1 62,8 62,3 64,2 64,8 4,7 633,4 452,2  3,1 5,8 5,3 7,2 7,8  2006 до 2005 року 8,6 7,4 10,0 10,3 10,5 11,0  Таблиця 4.19 Урожайність буряка цукрового залежність в господарстві «Остривське» Рокитнянського району № п\/п  Варіанти дослідів  2.  Контроль (без препаратів) Гумісол, 10 мл\/га  3.  1.  20  рік 2014 рік 2014 до Урожайність + - до Урожайність + - до т\/га контролю т\/га контролю 20  року 57,4 67,2 9,8 63,8  6,4  71,2  4,5  7,9  Емістим, 10 мл\/га  62,7  5,3  74,0  6,8  11,3  4.  Гумісол, 10 л\/га  52,0  2,6  62,3  5,3  10,3  5.  Екостим, 50 л\/га  68,8  10,4  75,2  8,0  6,4  НІР  3,5  Опадів: за рік  424,6  За вегетаційний  326,7  3,7  період  140  \fВ дослідженнях 2005–2006 років змінювались препарати, змінювались дози добрив, тому в таблиці 5.19 ми приводимо дані за два останні роки, а по нових препаратах, які вивчали тільки один рік – однорічні дані. Таблиця 4.20 Вміст цукру залежно від обприскування посівів ОМД Віталист № п\/п  Варіанти дослідів  2003  2004  2005  Середнє  + - до контролю  1.  Контроль (водою)  18,1  17,0  17,10  17,40  -  2.  Гумісол,   т\/га  19,3  19,0  17,53  18,61  1,21  3.  Віталист, 5 л\/га  19,3  19,2  18,20  0,80  4.  Віталист, 10 л\/га  19,3  19,2  18,17  0,77  5.  Віталист, 15 л\/га  В 2005–2006 рр. ми вивчали новий вид рідких комплексних добрив «Віталист» і «Оазис». В склад цих добрив входять макро- і мікроелементи. Нашими дослідженнями встановлено, що органо-мінеральне добриво Віталист позитивно впливало на ріст і розвиток цукрового буряка. Висока ефективність препарату підтверджена нами як у наукових дослідженнях, так і у виробничих посівах. Таблиця 4.21 Вихід цукру залежно від обприскування посівів ОМД Віталист №  Варіанти дослідів  2003  2004  2005  Середнє  п\/п  + - до контролю  1.  Контроль (водою)  8,66  2.  Гумісол  10,07  14,1  16,8  -  -  3.  Віталист, 5 л\/га  10,52  23,8  29,2  0,45  4,5  4.  Віталист, 10 л\/га  10,21  21,3  26,2  0,20  2,0  5.  Віталист, 15 л\/га  Позакореневе підживлення цукрового буряка препаратом збільшувало урожай коренів на 3,8–8,8 т\/га ( ,0–16,7%) до контролю і на 2,6–5,1 т\/га (4,6– 9,0%) до стандарту. При обробці посівів Віталистом дозою 5 л\/га урожай коренів 141  \fзростав на 3,8 т\/га (7,2%), вміст цукру на 0,2% і вихід цукру на 8,1 т\/га (9,5%). Застосування препарату в дозі 10 л\/га збільшила урожай на 6,3 т\/га ( ,0) та вихід цукру на 1,21 т\/га (14,1%) в порівнянні з контролем. Таблиця 4.22 Урожай буряка цукрового залежно від застосування Віталисту № п\/п  Варіанти досліду  Урожай, т\/га  Приріст урожаю до контролю до стандарту т\/га % т\/га % Обробка насіння  1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.  Контроль (водою) Емістим Гумісол (стандарт) Віталист, 10 л\/га Віталист, 15 л\/га Віталист, 20 л\/га НІР05  40,2 42,0 42,2 41,3 44,4 45,5 3,7  4,5 4,9 2,7 10,4 13,2  -0,2 -0,9 2,2 3,3  -2,1 5,2 7,8  Контроль (водою) Емістим Гумісол (стандарт) Віталист, 20 л\/га Віталист, 30 л\/га Віталист, 50 л\/га НІР05  Обприскування посівів 40,2 43,3 3,1 0,54 45,5 5,3 0,93 44,2 4,6 0,81 47,4 7,2 1,26 49,5 9,3 1,63 3,9  -2,2 -1,5 1,9 4,0  3,5 -2,4 3,0 6,4  1,8 2,0 1,1 4,2 5,3  Таблиця 4.23 Вміст цукру залежно від застосування Віталисту (2006 рік) № п\/п  Варіанти досліду  Вміст цукру, %  1. 2.  Контроль (водою) Емістим  13,2 13,4  +- до контролю 0,2  3.  Гумісол (стандарт)  13,9  0,7  5,3  -  -  4.  Віталист, 10 л\/га  14,4  1,2  9,1  0,5  3,6  5.  Віталист, 20 л\/га  14,8  1,6   ,1  0,9  6,5  6.  Віталист, 30 л\/га  15,1  1,9  14,4  1,2  8,6  142  Приріст вмісту цукру % +- до збільшення контролю 1,5 -0,5  % збільшення -3,6  \fТаблиця 4.24 Вихід цукру залежно від застосування Віталисту № п\/п  Варіанти досліду  Вихід цукру, т\/га  до контролю  до стандарту  т\/га  %  т\/га  %  5,31 5,63 0,32 6,0 5,86 0,55 10,4 5,95 0,64  ,1 6,57 1,26 23,7 6,87 1,56 29,4 Обприскування посівів 7,52 8,05 0,53 7,0 8,66 1,14 1,51 8,87 1,35 1,80 9,50 1,98 2,63 10,01 2,49 3,31  -2,3 0,09 0,71 1,01  3,9 1,5  ,1 17,2  -0,61 0,21 0,84 1,35  7,0 2,4 9,7 15,6  Обробка насіння 1. 2. 3. 4. 5. 6.  Контроль (водою) Емістим Гумісол (стандарт) Віталист, 10 л\/га Віталист, 15 л\/га Віталист, 20 л\/га  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Контроль (водою) Емістим Гумісол (стандарт) Віталист, 20 л\/га Віталист, 30 л\/га Віталист, 50 л\/га  Найвищий урожай коренів цукрового буряка отримано від позакореневого підживлення Віталистом дозою 20 л\/га. При цьому урожай зростав на 8,8 т\/га (16,7%) до контролю і на 5,1 т\/га (9,0%) до стандарту та вихід цукру на 1,52 т\/га (17,9%) до контролю і на 10,0 т\/га (11,1%) до стандарту. Отже позакореневе підживлення посівів цукрового буряка органомінеральним добривом Віталист збільшувало урожай коренів залежно від дози на 3,8–8,8 т\/га (7,2–16,7%), вміст цукру на 0,2% і вихід цукру на 0,82–1,52 т\/га (9,5–17,9%) в порівнянні з контролем. Це було значно вище в порівнянні зі стандартом. Щоб одержати високу продуктивність і значний економічний ефект потрібно насамперед створити оптимальні умови посіву і вирощування цієї культури.  143  \fОбробка насіння цукрових буряків перед посівом органо-мінеральним добривом Віталист збільшувала урожай коренів на 1,1-5,3 т\/га (2,7-13,2%) до контролю і на 2,2-3,3 т\/га (5,2-7,8%) до стандарту. Обробка насіння цукрового буряка Віталистом дозою 10 л\/т дало приріст урожаю коренів 1,1 т\/га. Доза 15 л\/т збільшила урожай коренів на 4,2 т\/га. Таблиця 4.25  Варіанти досліду  Контроль (водою) Гумісол (стандарт) Віталист  ,5 л\/га Віталист 25,0 л\/га Віталист 50,0 л\/га НІР05  Урожай, т\/га  Урожай буряка цукрового залежно від обприскування посівів Приріст урожаю  Вміст цукру, %  до до конт стан ролю дарту, т\/га 48,4 -  % % при росту -  15,93 -  52,0 3,6  -  7,0  51,4 3,0  -0,4  53,7 5,3 56,6 8,2  +конт ролю  Вихід цукру з 1 га  +- до т\/га стан дарту -  Маса ++- до одного конт стан кореня, г ролю дарту  7,71 -  -  1170  16,43 +0,50 -  8,54 0,83  -   00  6,2  16,60 0,67  0,17  8,53 0,82  0,1   04  +1,9  11,0  17,27 1,34  0,84  9,27 1,56  0,73   46  +4,6  14,9  17,36 1,43  0,97  9,82 2,11  +1,28  1359  3,4  Урожай коренів на контролі дорівнював 48,4 т\/га, вміст цукру був 15,93%. При обприскуванні посівів Віталистом по  ,5 л\/га урожай коренів зростав на 3,0 т\/га і вміст цукру на 0,67 л\/га. Застосування препарату в дозі 25,0 л\/га збільшувало урожай на 5,3 т\/га і вміст цукру на 1,34% та вихід цукру на 15,6 ц\/гав порівнянні з контролем. Найвищий урожай коренів цукрових буряків отримано від позакореневого підживлення Віталистом дозою 50 л\/га. При цьому урожай зростав на 7,2 т\/га, вміст цукру на 1,43% і вихід цукру на 21,1%. Застосування Віталисту на посівах цукрових буряків при позакореневому підживленні збільшило урожай на 1,9-3,8 т\/га, вміст цукру на 0,17-0,97% і вихід цукру на 0,7-1,3 т\/га в порівнянні зі стандартом (Гумісол   л\/га).  144  \fОтже, позакореневе підживлення посівів цукрових буряків органомінеральним добривом Віталист збільшувало урожай коренів залежно від дози на 3,0-7,2 т\/га вміст цукру на 0,67-1,43%, вихід цукру на 0,8-2,1 т\/га в порівнянні з контролем. Це було значно вище в порівнянні зі стандартом. Оазис. Урожай коренів зростав на 4,4 т\/га до контролю і від 10 л\/га на 6,6 т\/га, вміст цукру підвищився на 1,25% і його вихід на 1,54 т\/га в цілому досліді. Найвищий урожай коренів цукрового буряка отримано від позакореневого підживлення органо-мінеральним добривом Оазис дозою 10 л\/га. При цьому урожай коренів до контролю зростав на 11,9 т\/га і до стандарту на 8,5 т\/га, вміст цукру відповідно на 1,47% і 0,97%. Таблиця 4.26 Урожай буряка цукрового залежно від 3 л\/га Оазис № п\/п Варіанти  Урожай цукрового буряка, т\/га  (без  Приріст урожаю,%  2003  2004  2005  2006  Середнє  т\/га  %  50,4  46,4  48,4  57,0  52,0  -  -  1.  Контроль препарату)  2.  Гумісол 10 л\/га  57,4  56,8  52,0  62,3  57,1  4,4  8,3  3.  Оазис 5 л\/га  56,1  54,6  49,3  60,1  54,7  2,0  3,8  4.  Оазис 10 л\/га  57,0  61,4  53,8  64,8  59,3  6,6   ,5  5.  Оазис 20 л\/га  -  -  57,3  60,7  59,0  6,3   ,0  6.  НІР  3,5  2,4  3,9  4,7  -  -  -  Отже, застосування Оазис на посівах цукрового буряка збільшувала урожай коренів залежно від дози на 5,4-11,9 т\/га, вміст цукру на 0,97-1,27% і вихід цукру на 1,54-2,78 т\/га. Оптимальна доза була 50 л\/га. При застосуванні органо-мінеральних добрив Оазис урожай коренів зростав на 2,0-6,6 т\/га, вміст цукру на 0,3-0,7% та вихід цукру на 0,77-0,98 т\/га і 9,1-11,5%. Найвищий урожай отримано від позакореневого підживлення органо-мінеральним добривом Оазис дозою 20 л\/га. При цьому урожай коренів до контролю зростав на 6,6 т\/га (9,2%) до стандарту на 2,9 т\/га (5,5%). 145  \fТаблиця 4.27 Урожай буряка цукрового залежно від обприскування посівів  Контроль (водою) Гумісол (стандарт) Віталист 5 л\/га Віталист 10,0 л\/га Віталист 20,0 л\/га НІР05 Контроль (водою) Гумісол (стандарт) Оазис – 5 л\/га Оазис – 10 л\/га Оазис – 20 л\/га НІР05 Контроль (водою)  Урожай, т\/га  Приріст урожаю Варіанти досліду  Вміст цукру  до контролю  До стандарту,  +- до т\/га стан дарту  +- до +- до конт стан ролю дарту  %  т\/га %  48,4  т\/г а -  -  -  -  15,93 -  -  7,71  -  -  52,0  3,4  7,0  -  -  16.43 +0,50  -  8,54  8,3  -  51,4  3,0  6,2  0,4  0,8  16,60 0,67  0,17  8,53  8,2  -0,1  53,7  5,3  10,9  1,9  3,6  17,27 1,34  0,84  9,27  15,6  7,3  56,6  8,2  16,9  4,8  9,2  17,36 1,43  0,97  9,82  21,1   ,8  3,4 48,4  -  -  -  -  15,93 -  -  77,1  -  -  52,0  3,4  7,0  -  -  16,43 0,5  -  85,1  8,0  -  49,3  0,9  1,4  -27  -5,2  16,90 0,97  0,47  83,3  6,2  1,8  53,8  5,4  11,2  20  3,8  17,20 1,27  0,77  92,5  15,4  7,4  60,3  11, 9  24,6  85  16,3  17,40 1,47  0,97  104,9 27,8  19,8  -  -  -  -  15,93 -  -  70,6  Україна)  –  3,9 44,3  Добродій  (ТОВ  МП  «МБР»  %  +- до конт ролю  Вихід цукру з 1 га  нове  -  -  композиційне,  високоефективне, багатофункціональне добриво, до складу якого входять: гумінові і фульвокислоти, азот, калій, біогенні мікроелементи в хелатній формі, а також регулятор росту рослин, який володіє фітогормональною активністю. У біології росту, розвитку та формування високого врожаю з покращенням якості цукрового буряка велике значення має застосування стимуляторів росту.  146  \fТаблиця 4.28 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів органо-  2 3 4 5 6  середнє  Контроль (водою) Гумісол   л\/га Ендофіт 10 л\/га Добродій 5 л\/га Добродій 10 л\/га НІР005  2006  1  2005  Варіанти дослідів  2004  № п\/п  2003  мінеральним добривом «Добродій» Урожай коренів, т\/га  Приріст урожаю до до контролю стандарту т\/га % т\/га %  50,4  50,8  48,3  57,0  51,6  -  -  -  -  Маса 1го кореня, г Середнє за 3 р. 516  57,4 56,7 51,9 56,4  56,6 54,0 57,5 53,5  48,5 54,9 57,3 56,5  62,3 64,8 58,1 59,6  55,2 57,6 56,2 56,5  4,6 6,0 4,6 4,9  8,9 11,7 8,9 9,5  0,8 2,2 0 0,3  1,4 4,0 0 0,6  562 576 562 565  3,6  2,4  3,9  4,7 Таблиця 4.29  Вміст та вихід цукру залежно від обприскування буряка цукрового органо-мінеральним добривом «Добродій»  5  +-до контролю т\/га  До стандарту т\/га %  середнє  4  До контролю т\/га %  2006  3  Вихід цукру  2005  2  Контроль (водою) Гумісол   л\/га (стандарт) Ендофіт 10 л\/га Добродій 5 л\/га Добродій 10 л\/га  Вміст цукру, %  2004  1  Варіанти дослідів  2003  № п\/п  18,1  17,0  17,1  14,9  16,8 -  8,62  -  -  -  -  19,3  19,0  17,5  15,0  17,7 0,9  9,95  1,28  14,8  0,42  4,4  20,0  18,7  17,2  14,4  17,6 0,8  10,14  14,7  15,4  0,61  6,4  19,1  19,2  17,0  15,6  17,7 0,9  9,95  1,28  14,8  0,42  4,4  19,6  19,2  17,1  15,4  17,8 1,0  10,06  1,39  16,0  0,53  5,6  147  \fТаблиця 4.30 Вага кореня, густота посівів, урожай гички буряка цукрового у 2006 році № п\/п  Вага одного кореня, г  1  Контроль (водою)  497  Густота посівів, тис. га 1о4,4  2  Гумісол   л\/га (стандарт)  575  98,9  27,3  3  Ендофіт 10 л\/га  589  110,0  36,2  4  Добродій 5 л\/га  565  107,8  32,0  5  Добродій 10 л\/га  528  110,0  33,0  1  Добродій 15 л\/га  630  94,4  33,3  Варіанти дослідів  Урожай гички, т\/га 28,4  Таблиця 4.31 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів новим добривом «Добродій» в 2005-2006 рр. № п\/п  Варіанти дослідів  Урожай коренів, т\/га 2005  2006  Середнє за2 роки  Приріст урожаю до контролю т\/га %  1  Контроль (водою)  53,7  57,0  55,3  -  -  2  Гумісол   л\/га (стандарт)  57,1  64,7  60,9  5,6  10,1  3  Ендофіт 10 л\/га  55,3  64,8  60,0  4,7  8,5  4  Добродій 5 л\/га  58,0  58,1  58,0  2,7  4,9  5  Добродій 10 л\/га  57,3  60,9  59,4  4,1  7,4  6  Добродій 15 л\/га  56,3  59,6  58,0  2,7  4,9  7  НІР005  3,9  4,7  Отримані результати показують, що в середньому за 4 роки урожай коренів цукрових буряків на контролі, тобто по факту становив 51,6 т\/га, з вмістом цукру 16,8%, виходом цукру 8,67 т\/га, масою одного кореня 497 г (табл. 5.3.14). 148  \fПри застосуванні Гумісолу   л\/га (стандарт) урожай коренів становив 56,2 т\/га, що на 4,6 т\/га (8,9%) більше контролю. Маса одного кореня рівнялась 575 г. Вміст цукру зростав на 0,9% і вихід цукру на 1,28 т\/га (14,8%) до контролю. Обприскування посівів новим добривом – Добродій збільшило урожай коренів на 4,6-4,9 т\/га (8,9-9,5%), вміст цукру на 0,9-1,0% та вихід цукру на 1,2813,9 т\/га (14,6-16,0%). В другому досліді 2005-2006 років змінилась схема досліджень. Дозу препарату ОМД «Добродій» ми збільшили до 15 л\/га. В цих дослідах урожай коренів на контролі дорівнював 55,3 т\/га, при застосуванні Гумісолу він становив 60,9 т\/га, що на 5,6 т\/га більше контролю. Органо-мінеральне добриво Добродій збільшило урожай коренів на 2,7-4,1 т\/га. Оптимальна доза була 10 л\/га. Нашими дослідженнями встановлено, що органо-мінеральне добриво Добродій позитивно впливало на ріст буряка цукрового, підвищувало урожай, покращувало якість. Отже, позакореневе підживлення посівів буряка цукрового органомінеральним добривом Добродій збільшувало урожай коренів на 4,6-4,9 т\/га, вміст цукру зростав на 0,9-1,0%. Урожайність буряка цукрового на контролі без застосування стимуляторів росту була в 2005 році на 8,8 т\/га нижча ніж в 2006 році. В 2005 році приріст урожаю буряка цукрового до контролю був від: Емістиму – 4,1 т\/га, Ендофіту – 6,5, Гумісолу – 9,6, Гумісолу плюс – 8,7, Віталисту – 3,9-10,2 і від Оазису – 0,9-8,9 т\/га. В 2006 році приріст відповідно був 9,7, 7,8, 5,3, 7,7, 4,6-11 і 3,1-7,8 т\/га. Погодні умови вплинули так, що по одним і тим же препаратам урожайність цукрового буряка в 2006 році була вища 2005 року: по Емістиму – 7,4 т\/га, Ендофіту – 9,9, Гумісолу – 10,3, Гумісолу плюс – 7,6, Віталисту – 10,211,0, і Оазису до 10,8 т\/га. 149  \fТаблиця 4.32 Вплив погодних умов на урожайність цукрового буряка №  Варіанти дослідів  п\/п  2005 рік  2006 рік  +- 2006  Урожайність  + до  Урожайність  + до  т\/га  контролю  т\/га  контролю  до 2005  1.  Контроль  48,4  -  57,0  -  2.  54,4  5,0  64,4  7,4  3.  Емістим, 15 л\/га (стандарт) Ендофіт, 10 мл\/га  54,9  6,5  64,8  7,8  9,9  4.  Гумісол,   л\/га  52,0  3,6  62,3  5,3  10,3  5.  57,1  8,7  64,7  7,7  7,6  6.  Гумісол плюс, 3 л\/га Віталист,  ,5 мл\/га  51,4  3,3  61,6  4,6  10,2  7.  Віталист, 25,0 мл\/га  53,7  5,3  64,7  7,7  11,0  8.  Віталист, 50 мл\/га  56,6  10,2  66,3  9,3  9,7  9.  Оазис,  ,5 л\/га  49,3  0,9  60,1  3,1  10,8  10.  Оазис, 25 л\/га  53,8  3,4  64,8  7,8  9,0  11.  Оазис, 50 мл\/га  57,3  8,9  60,7  3,7  3,4  НІР  3,9  8,8  4,1  4.4. Застосування регуляторів та стимуляторів росту рослин Є прості, доступні та мало затратні засоби підвищення урожайності сільськогосподарських культур. Регулятори (стимулятори) росту рослин – це збалансований комплекс біологічно активних речовин, які активізують в рослинах основні життєві процеси. Під їх дією прискорюється наростання зеленої маси і кореневої системи, а тому активніше використовуються елементи живлення з грунту і добрив, зростають захисні властивості рослин (стійкість до захворювань, високих і низьких температур, засухи, вилягання тощо). В результаті при незначних витратах без зміни технологічних процесів регулятори росту на 15-30% підвищують урожайність сільськогосподарських культур при значному поліпшенні якості вирощеної продукції. 150  \fПідвищення урожайності сільськогосподарських культур, поліпшення якості продукції в значній мірі залежить від рівня забезпечення грунту елементами живлення. Можна стверджувати, що в найближчі десятиріччя, стимулятори будуть мати не менше значення у виробництві, ніж мінеральні добрива, засоби захисту рослин. Без застосування стимуляторів росту неможливо буде широкомасштабно втілити у виробництво ряд інтенсивних енергозберігаючих технологій вирощування найважливіших сільськогосподарських культур. Сучасні технології одержання високих врожаїв сільськогосподарських культур передбачають створення оптимальних умов живлення рослин та надійного їх захисту від шкідників, хвороб і бур’янів. Поряд із селекційногенетичними і біотехнологічними методами одним з резервів підвищення урожайності і якості продукції рослинництва є використання стимуляторів росту рослин. Дуже важлива роль у прискореному розмноженні насіння нових сортів культур є удосконалення технологій або їх елементів, розробка нових способів підвищення насіннєвої продуктивності рослин є резервом додаткового прискореного розмноження насіння нових сортів, збільшення виробництва насіння батьківських компонентів гібридів, а значить і поширення їх у виробництві. Ендофіт являє собою водно-спиртовий розчин продуктів життєдіяльності грибів-ендофітів. В склад його входять у відповідних пропорціях спирт, вода і комплекс фізіологічно активних речовин. До складу останніх входять природні регулятори росту рослин: ауксини, гіперлліни, цитокіни та інші біологічно активні речовини. Токсичні та шкідливі речовини в ньому повністю відсутні. Дію препарату ми вивчали на дослідних ділянках і на виробничих посівах на озимій і ярій пшениці, ячмені, кукурудзі на зерно і силос, цукрового буряку, соняшнику, картоплі, гречці, льону і інших культурах. Високу дію препарат 151  \fвиявляє на всі сільськогосподарські культур: злакові, бобові, овочеві, баштанні, кущі, плодово-ягідні і ін. Застосування препарату підвищує урожайність сільськогосподарських культур, при цьому покращується якість. Препарат можна застосовувати як для обробки зерна (насіння), так і при обприскуванні посівів. Норми витрати препарату при передпосівній обробці насіння зернових, зернобобових і інших культур 25-50 мл на одну тонну насіння. Буряк цукровий має підвищені вимоги до поживних речовин, а тому його посіви розміщені в районах найбільш родючих грунтів (чорноземні, темно-сірі лісові). Найкращими для буряків є нейтральні або слабокислі грунти (рН – 6-7). Для формування високого урожаю цукрові буряки потребують великої кількості поживних речовин, особливо азоту і калію. Найбільш інтенсивно буряки засвоюють поживні речовини в червні, липні та в першій половині серпня. Біологічною особливістю буряка цукрового є висока чутливість до внесених добрив. За цією ознакою він значно перевищують картоплю, злаки і багато інших культур. Кожна тонна гною дає в середньому 2-3 ц приросту урожаю. Високі прирости урожаю дають і мінеральні добрива. Найбільші прирости дає повне мінеральне добриво, а також поєднання органічних і мінеральних добрив. На 100 кг урожаю (враховуючи корені і листя) буряк цукровий при вирощуванні на чорноземах виносить з грунту 0,5-0,6 кг азоту, 0,15-0,20 кг фосфору і 0,55-0,75 кг калію. Досліди по впливу Ендофіту на урожай і якість цукрового буряка вивчались вперше. Як він вплине на ці показники? В дослідах з буряком цукровим в АПГ «Промінь» позакореневе підживлення посівів препаратом в дозі 5 мл\/га збільшило урожай коренів у 1997 році на 13,0, в 1998 році на 17,0, в 1999 році на 5,4 т\/га, що у середньому за три роки т\/га дорівнює 11,0 т\/га, або на 18,7%. Обприскування посівів по 10 мл\/га дало приріст урожаю 21,9 т\/га (52,3%) . 152  \fТаблиця 4.33 Вплив Ендофіту на урожай буряка цукрового № п\/п  Варіанти досліду  Контроль  Урожай коренів, т\/га 36,0  Приріст урожаю т\/га % -  1.  Вага кореня, г 300  Урожай гички, т\/га 27,0  2.  Обприскування посівів Едофітом  59,0  23,0  63,9 491  43,0  3.  Обробка насіння Ендофітом  58,5  24,5  68,0 487  51,0  4  НІР т\/га  1,82  5  Р%  1,26 Дослід 2  1.  Контроль  37,0  -  -  382  18,2  2.  Обприскування посівів Ендофітом 5 мл\/га Обприскування посівів Ендофітом 10 мл\/га Обприскування посівів Ендофітом 15 мл\/га НІР т\/га  39,8  2,8  7,6  392  19,7  40,8  3,8  10,3 410  21,0  41,0  4,0  10,8 4   21,6  3. 4.  Р%  У виробничих умовах допосівна обробка насіння Ендофітом по 10 мл на тонну дала приріст урожаю коренів на 24,5 т\/га (68,0%). Вміст цукру в коренях при цьому зростав на 3, %, збільшувався вміст сухих речовин і зменшувався вміст не цукрів. Урожай на контролі становив 36,0 т\/га з вмістом цукру 14,76%. Таблиця 4.34 Збір цукру в дослідах з Ендофітом № п\/п  Варіанти досліду  Збір цукру з 1 га, т\/га  Приріст збору т\/га  %  Дослід 1 1.  Контроль  5,90  -  -  2.  Обприскування посівів Ендофітом 5 мл\/га  9,39  3,49  59,1  3.  Обприскування посівів Ендофітом 10 мл\/га  10,99  5,09  86,3  4.  Обприскування посівів Ендофітом 15 мл\/га  10,67  4,77  80,8  153  \fВиробничі досліди 1.  Контроль  5,31  -  2.  Обприскування посівів Гумісолом  7,04  1,73  3.  Обприскування посівів Ендофітом  10,55  5,24  98,7  4.  Обробка насіння Ендофітом  10,46  5,15  97,0  5,92  -  -  -  Дослід 2 1.  Контроль  2.  Обприскування посівів Гумісолом  3.  Обприскування посівів Ендофітом 5 мл\/га  6,65  0,73   ,3  4.  Обприскування посівів Ендофітом 10 мл\/га  6,81  0,89  15,0  5.  Обприскування посівів Ендофітом 15 мл\/га  6,85  0,93  15,7  В агрофірмі «Старт» буряк цукровий в 1997 році був посіяний на два тижні пізніше, ніж в АПГ «Промінь». Врожайність тут була значно нижча. Крім того, в цих дослідах посіви буряка цукрового в день обробили Ендофітом, а в ночі пішов сильний дощ і тому, на нашу думку, приріст урожаю від застосування Ендофіту тут значно нижчі, ніж в попередніх дослідах і становлять всього 2,84,0 т\/га. При застосуванні препарату стимулятора росту Ендофіт зросла і вага коренів. Так, якщо на контролі вага й кореня дорівнювала 300 г, то при обприскуванні посівів вона рівнялась 408-491 г. Передпосівна обробка насіння і обприскування посівів буряка цукрового Ендофітом сприяла збільшенню збору цукру з гектара на 3,49-5,09 т\/га або на 59,1-86,3% в порівнянні з контролем у першому досліді і на 0,73-0,93 т\/га або на  ,3-15,7% в другому досліді. Вміст поживних речовин в % при застосуванні Ендофіту у коренях і гичці цукрових буряків був дещо вищий, ніж на контролі або ж знаходився на рівні контролю. При застосуванні Ендофіту зростала урожайність коренів з гектара, але вміст легкогідролізованого азоту, рухомого фосфору і обмінного калію в кг\/га грунту при уборці не зменшувався в порівнянні з контролем. 154  \fДисперсійний аналіз експериментальних даних підтверджує, що отримані прирости урожаю в дослідах достовірні, вони вищі НІР. Обробка насіння і обприскування посівів препаратом Ендофіт дає значний приріст урожаю. Отже, позакореневе підживлення посівів цукрового буряка стимулятором росту Ендофіт за три роки дослідів дало урожай коренів на 11,7-21,9 т\/га (40,064,0%) більшим, ніж на контролі, де він дорівнював 40,7 т\/га, при цьому збільшувався вміст цукру в коренях, зростав його вихід з гектара, зростав вміст сухих величин, зменшувався вміст не цукрів, зростала маса одного кореня. Екостим – це водно-спиртовий розчин аналогів природних фітогормонів (ауксинів, цітокінінів, гіберелінів), амінокислот вуглеводів, вітамінів, жирних кислот, мікроелементів та інших біологічно-активних речовин, які отримують з продуктів метаболізму грибів ендофітів. Препарат збільшує енергію проростання та польову схожість насіння, сприяє прискореному розвитку міцної кореневої системи (вузол кущення залягає на 1,5-2 см глибше) і листової поверхні, підвищує витривалість рослин до хвороб і стресових факторів (високих і низьких температур, посухи, фітоксичної дії пестицидів). Застосування препарату підвищує урожайність сільськогосподарських культур, при цьому покращується якість. Препарат можна застосовувати, як для обробки зерна (насіння), так і при обприскуванні посівів. Проведені нами дослідження на чорноземах типових, чорноземах опідзолених, сірих опідзолених грунтах показали високу ефективність застосування Екостиму на посівах сільськогосподарських культур, які ми вивчали. Екостим – високоефективний та екологічно-безпечний стимулятор росту та розвитку рослин, отриманий з продуктів метаболізму симбіотичних грибів. Препарат  містить  речовини  з  ацетатно-цітокінічно-гібберліновою  активністю, мікроелементи, амінокислоти (лізин, аспарагін, серін, аланін та інші), органічні кислоти (фумарова, янтарна, яблочна, лимонна), ненасичені та 155  \fнасичені жирні кислоти та їх ефіри (ліпоєва, міноленова, олеїнова, пальметинова та інші), низькомолекулярні водорозчинні білки. Біологічна ефективність Екостиму складається в наступному: збільшення енергії проростання та всхожесті насіння – до 20%; інтефікації розвитку кореневої системи не тільки на початку росту, але й на протязі усього періоду вегетації; посилення асиміляційної здібності кореневої системи – до 20%; підвищення імунного статусу рослин, в результаті чого ступінь ризику захворювання сільгоспкультур зменшується тобто норми витрат засобів захисту при використанні; активує діяльність багатьох ферментів – фосфатази, нітрогенази, каталази, пероксидази, дезоксидестулази, РНК-полімерами, що приводить до посилення руху фосфору з важкорозчинних органічних та неорганічних фосфатів, накопичення біологічного азоту, розкладу активного кисню і зменшенню кількості пестицидів в плодах; значній інтенсикації фотосинтезу і відтоку пластичних мас до генеративних органів, плодів і до екзосмосу, що дає можливість значно підвищить ефективну діяльність корисних грунтових  мікроорганізмів  у  ризосфері  коренів  азотфіксувальних,  фосфатомобілізуючих гумусоутворюючих (целюлозорозкладаючих), що в результаті підвищує продуктивність та якість сільськогосподарських культур і підвищує стабільність структури хромосом, що актуально при різних стресфакторах (пестицидні навантаження, засуха, високі та низькі температури, засоленості грунтів, високій сонячній інсоляції), які можуть визвати не тільки мутагенез, але й загибель рослини. Обробку насіння можна проводити методом напіввологого протруювання, інкрустації на обладнанні (ПС-10, «Мобитокс», ПСШ-3 та інших) при нормі витрат препарату 50 мл\/т. Препарат  Екостим  може  бути  використаний  на  різних  сільськогосподарських культурах як індивідуально, так і в суміші з пестицидами та при підживленні культур. 156  \fПо вегетації препарат використовують на різних сільськогосподарських культурах в активні фази розвитку, що передбачено технологією їх вирощування при нормах 50 мл\/га. Це найдешевший екологічно  найвигідніший спосіб  підвищення урожаю. Від обробки насіння Екостимом перед посівом, урожай зерна кукурудзи зростав на 0,9-1,19 т\/га, вміст білку до 0,65%; зерна сої 0,9-0,94 т\/га, вміст білку на 0,63-0,81%, жиру 0,77-1,62%, зерна соняшника на 0,374 т\/га. Збільшувало урожай зерна озимої пшениці на 0,6-0,82 т\/га, вміст білку на 0,4-1,4%, клейковини на 2,0-5,2%. Маси кукурудзи на 6,2-8,2 т\/га, зерна кукурудзи до 1,78 т\/га, зерна сої 0,8-1,08 т\/га; насіння соняшника на 0,58-0,69 т\/га, вміст жиру на 3,92-4,11%; зерна ріпаку на 0,3-0,45 т\/га. Норми витрати препарату при передпосівній обробці насіння зернових, зернобобових і інших культур 40-50 мл на одну тонну насіння, чи на один гектар посіву, для кукурудзи і цукрового буряка можна збільшити до 50 мл. Екостим сумісний з усіма гербіцидами, інсектицидами і фунгіцидами, що дозволяє вносити його з іншими препаратами не порушуючи технологічного циклу і не потребує додаткових витрат. Обробляти  насіння  Екостимом  краще  завчасно  одночасно  з  протравленням, але можна і день посіву. Обприскування зернових найкраще проводити у фазу кінець кущення – початок виходу у трубку. Кукурудзу, соняшник, буряки (цукрові, кормові, столові), томати, огірки, капусту, баклажани обприскують у фазу 4-6 листочків. Картоплю обробляємо одночасно з обробкою проти колорадського жука, в розчин отрутохімікатів додаємо необхідну  кількість  препарату.  Слід  добиватися  дрібнокрапильного  розбризкування рідини, це більш ефективно впливає на рослину. Обробку рослин проводять у вранішні години, коли пори рослин відкриті. Досліди проведені Інститутом агроекології і сільського господарства Полісся  на  забрудненій  радіонуклідами  території  в  господарствах  Коростенського району Житомирської області і Іванківського району Київської 157  \fобласті з соєю, вико-овсом, люпином і тритикале показали, що від застосування Екостиму не тільки підвищується урожай і покращується якість продукції, а й зменшується вміст радіонуклідів у продукції. Таблиця 4.35 Урожайність і якість насіння сільськогосподарських культур за застосування Екостиму на сірих лісових грунтах (усереднені дані за 2008-2013 рр.). Культура  Пшениця яра Кукурудза: вегетативна маса зерно Соя (зерно) Соняшник (насіння) Буряк цукровий Пшениця (зерно) Кукурудза: вегетативна маса зерно Соя (зерно) Соняшник (насіння) Ріпак ярий (насіння) Буряк цукровий  Приріст Оптимальна доза урожайності препарату відносно контролю, т\/га Передпосівна обробка насіння 0,58 - 0,72 40-50 мл\/т 50 мл\/т  5,0-9,4 0,90-1,19 0,52-0,64  40-50 мл\/т  0,36-0,74 50 мл\/т 7,0-9,0 50 мл\/т Обприскування посівів 0,60-0,82 40-50 мл\/га 50 мл\/га  6,2-8,2 1,43-1,78 0,39-0,78 0,30-0,45 0,56-0,62 10,0- ,0  40-50 мл\/га 50 мл\/га 40-50 мл\/га 50 мл\/га  Показники якості насіння, приріст доконтролю, % білка – 0,8-01,2 протеїну – 1,0-2,1 білка – 0,65 білка – 0,63-0,81 жиру – 0,77-1,61 жиру – 3,92-4,22 цукру – 1,10-1,70 білка – 0,8-1,2 протеїну – 1,0-2,1 білка – 0,6-0,8 жиру – 1,60 жиру –3,91-4,22 жиру 1,10-1,27 цукру 1,40-2,0  Компанія «Райз Максимо) (Укрландфарм») в Лохвицькому районі Полтавської області (зона Лісостепу) на чорноземах опідзолених провела дослід по вивченню ефективності різних стимуляторів росту на врожайність пшениці ярої сорту «Тюбалт». Була внесена необхідна кількість добрив і здійснена система захисту. Урожай на контролі (без препаратів) становив 4,02 т\/га, серед препаратів найвищий приріст урожаю 0,99 т\/га дав препарат Екостим, значно більше, ніж інші препарати.  158  \fВ 2014-2016 рр. в господарстві «Острівське» Рокитнянського району Київської області урожай коренів цукрових буряків на контролі становив 67 т\/га, при обприскуванні Екостимом приріст урожаю зріс на 8-10 т\/га, площа посіву 100 га. В 2016 році в ДГ «Чабани» Інституту землеробства на сірих лісових грунтах урожай зерна сої при обприскуванні посівів стимулятором росту рослин Екостим дозою 50 мл\/га становив 3,05 т\/га при урожаї на контролі 2,5 т\/га, площа посіву 50 га. В ДГ «Панфіли» обприскування посівів озимої пшениці сорту «Бенефіс» в 2017 і в 2018 роках дало приріст урожаю зерна 0,78-0,86 т\/га, а в 2019 році 0,97-1,02 т\/га при урожаї 5,1 т\/га. На посівах соняшника розмір кошика був на 22,3% більший, при обприскуванні посівів Екостимом, ніж на необроблених. Неофіт біологічний препарат фітогормональної дії, який отримано в результаті виділення із продуктів метаболізму мікроорганізмів. В склад даного препарату входять амінокислоти, макро- і мікроелементи, водорозчинні білки, вітаміни, речовини з ауксиновою, цитокініновою і гібереліновою активністю. Даний препарат може бути використаний для обробки насіння, а також при обприскуванні посівів по вегетації з нормою витрати 20-40-50 мл\/т, або 20-40-80 мл\/га, як індивідуально, так і з пестицидами (протруйниками, інсектицидами, гербіцидами). За нашими дослідженнями препарат може бути застосований для обробки насіння та обприскування посівів по вегетації як індивідуально, так і в суміші з пестицидами (протруйниками, інсектицидами, гербіцидами). Примінення стимулятору росту Неофіт при обприскуванні посівів позитивно впливало на ріст і розвиток цукрового буряка. Позакореневе підживлення цим препаратом підвищувало урожай коренів на 4,2-6,7 т\/га (8,3-13,2%). При обприскуванні посівів стимулятором росту рослин Неофіт в дозі 10 мл\/га приріст урожаю становив 4,2 т\/га до контролю . Вміст цукру був вищий контрллю на 0,14%. Від дози препарату 20 мл\/га урожай зростав до контролю на 4,8 т\/га, що значно вищий, ніж від дози 10 мл\/га. Найвищий приріст отримано від 159  \fдози 40 мл\/га. Оптимальною дозою стимулятора росту Неофіт на посівах буряка цукрового була 40 мл\/га. Від застосування її урожай коренів зростав на 6,7 т\/га, вміст цукру на 0,17% і вихід цукру на 1,45 т\/га. Урожай гички на контролі був 48,3 т\/га і маса одного кореня до 518 г. По Емістиму урожай гички дорівнював 45,0 т\/га і маса одного кореня 531 г. Таблиця 4.36 Урожай буряка цукрового при застосуванні Неофіту №  Варіанти досліду  п\/п Контроль)без  1.  Урожайність по роках, т\/га  Приріст  2004  2005  2006  2007  Середнє  т\/га  48,4  52,9  57,0  44,3  50,6  -  -  52,7  62,8  60,1  48,0  55,9  5,3  10,5  %  препарату) Емістим, 10 мл\/га  2.  (стандарт) 3.  Неофіт, 10 мл\/га  50,7  60,5  59,2  49,0  54,8  4,2  8,3  4.  Неофіт, 20 мл\/га  49,2  61,1  62,2  49,2  55,4  4,8  9,5  5.  Неофіт,40 мл\/га  49,9  64,8  69,7  51,7  57,3  6,7  11,2  НІР  2,8  3,1  3,5  2,6  Таблиця 4.37 Вміст та вихід цукру при застосуванні Неофіту (середнє 2004-2007 рр) № п\/п  Варіанти досліду  Вміст цукру, %  +до Вихід контролю цукру, т\/га  Приріст цукру, т\/га т\/га  виходу  8,06  -  -  %  1.  Контроль)без препарату)  15,93  2.  Емістим, 10 мл\/га  16,37  0,44  9,15  1,09  2,4  (стандарт) 3.  Неофіт, 10 мл\/га  16,07  0,14  8,80  0,74  9,2  4.  Неофіт, 20 мл\/га  15,60  0,67  9,   1,06  13,2  5.  Неофіт,40 мл\/га  16,60  0,67  9,51  1,45  18,0  160  \fЕмістим С. Регулятор росту природного походження з широким спектром дії. Застосовується при вирощуванні зернових, зернобобових, технічних, кормових, овочевих, плодово-ягідних культур, в лісовому господарстві, ландшафтному дизайні, на квітах та газонах.  10-20 мл на 1 т  насіння і 10-20 мл на 1 га польових культур; 1 мл на 1 кг насіння і 10 мл на 1 га овочевих культур і квітів; 50 мл\/га виноградників; 100 мл\/га суниць, тощо. Таблиця 4.38 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів стимуляторами росту рослин №  Варіанти досліду  п\/п  Урожай коренів, т\/га 2003 2004 2005 2006 Середнє  Приріст урожаю т\/га % %  Маса 1 кор., г, середн. за 4 р  1.  Контроль (водою)  50,4  50,8  48,3  57,1  51,6  -  -  -  490  2.  52,5  53,5  53,8  60,1  55,0  3,4  6,6  -  541  3.  Емістим 10 мл\/га(стандарт) Ендофіт, 10 мл\/га  56,7  53,9  54,9  64,8  57,6  6,0  11,6  -  550  4.  Емістим, 15 мл\/га  55,3  64,9  59,8  8,2  15,9  -  -  Застосування стимуляторів росту рослин на посівах буряка цукрового Емістиму збільшився урожай коренів на 3,4-8,2 т\/га (6,6-15,9%). В середньому за 4 роки досліджень урожай коренів буряка цукрового на контролі становив 51,6 т\/га, маса одного кореня 490 г. Обприскування посівів Ендофітом збільшила урожай коренів на 6,0 т\/га (9,2%), маса одного кореня становила 540 г. Застосування стимулятора росту рослин Емістим С в цих дослідженнях при дозі 10 мл\/га зростав урожай на 3,9 т\/га, вміст цукру га 1,18%, маса одного кореня становила 541 г. При дозі препарату 15 мл\/га приріст урожаю становив 8,2 т\/га. В наступних роках стимулятор росту рослин Емістим С ми використовували як (стандарт) для досліджень інших препаратів.  161  \fТаблиця 4.39 Вміст та вихід цукру залежно від обприскування посівів стимуляторами росту  %  дослідів  Вміст цукру, % 2003  2004  2005  Вихід цукру  +- до контролю  Варіанти  Середнє  т\/га  т\/га  +- до  +- до  контролю  стандарту  т\/га  %  т\/га  %  -  8,66  -  -  -  -  9,98  0,32  3,7  -  -  1.  Контроль(водою)  18,1  17,0  17,10 17,40  2.  Емістим  18,40  19,6  17,57 18,52 1,   (стандарт) 3.  Ендофіт  20,0  18,7  17,19 18,62 1,32 10,28 1,62 18,7 1,30 13,0  4.  Гумісол  19,3  19,0  17,53 18,61 1,21 10,07 1,41 16,8 1,10 11,0  5.  Гумісол- плюс  20,8  18,2  18,27 19,09 1,69 11,17 2,51 29,0 2,19 21,9  Гарт. Регулятор росту «Гарт» – комбінований препарат, що містить мікроелементи марганець та цинк у вигляді біоорганічних комплексів N-окисівдваметилпірідинів. Препарат малотоксичний, відноситься до хімічних речовин 4 класу небезпечності. Препарат Гарт належить до класу біологічно активних сполук з мембранотропними властивостями, реалізація потенційних можливостей якого відбувається за рахунок включення в регуляторні механізми клітин рослинного організму шляхом прямої безпосередньої дії на біологічні мембрани. Мембрана в цьому випадку виконує роль акцептора і посилюючого фактору в дії біологічно-активної речовини. Мембрано-активні сполуки несуть позитивні та негативні заряди в одній молекулі, тобто являються цвіттерйонами, містять гідрофільну та гідрофобну частини, внаслідок чого володіють специфічною адсорбційною здатністю на комплементарних поверхнях клітин. Тому при незначних кількостях вони концентруються за допомогою мембран в певних місцях клітини і ефект від їх дії багаторазово посилюється, що дає можливість при застосуванні їх в малих кількостях (що вимірюються грамовими чи навіть міліграмовими дозами на 162  \fгектар) істотно впливати на продуктивність рослин. Маючи гідрофобну та гідрофільну частину в молекулі мембранотропні сполуки легко долають напівпрониклу мембрану плазмолеми безпосередньо впливаючи на аллостеричні білки ферменти цитоплазми та органел і, таким чином, являються важливим фактором регуляції метаболізму, генетичної інформації клітинної функції, що в кінцевому результаті приводить до змін в інтенсивності реалізації генетичної інформації. По даним біологічних досліджень проявляє рістстимулюючу дію на рослинний організм, підвищує енергію проростання та польову схожість насіння, посилює стійкість до фітозахворювань, послаблює негативну дію понижених і підвищених температур, активізує надходження елементів мінерального живлення в рослини, підвищує урожай та покращує якість сільськогосподарської продукції.  Застосовується  шляхом  допосівної  обробки  насіння  та  обприскуванням вегетуючих рослин. В ПСП «Слобода» Тетіївського району на чорноземах опідзолених суглинкових  проведено  виробничий  і  дрібно  ділянковий  досліди  зі  буряком цукровим. При позакореневому внесенні 50 кг\/га карбаміду на фоні 3 ц\/га аміачної селітри під культивацію, приріст врожаю становив 5,5 т\/га. На варіанті з позакореневим внесенням 50 кг\/га карбаміду+ 50 мл\/га стимулятора росту Гарт на фоні 3 ц\/га аміачної селітри під культивацію приріст урожаю становив 8,1 т\/га. Застосування стимулятора росту Гарт 50 мл\/га позакоренево на фоні 3 ц\/га аміачної селітри дало приріст урожаю коренів цукрового буряка 8,4 т\/га. На контролі (на фоні) без внесення аміачної селітри і стимулятора росту урожай коренів цукрового буряка становив 26,2 т\/га, вміст цукру 16,5% і вихід цукру 4,32 т\/га. Маса одного кореня дорівнювала 278 г при густоті посівів 94,2 тис. на 1 га. 163  \fПримінення стимулятора росту Гарт на фоні внесення 2 ц\/га аміачної селітри дало приріст урожаю коренів 8,4 т\/га. Попередніми дослідженнями встановлено, що стимуляторами росту рослин дають в т\/га менший приріст урожаю на менш забезпеченому фоні, хоча в % відношенні цей приріст може бути і більший. При внесенні добрив приріст від застосування стимуляторів росту зростає в т\/га. Внесення аміачної селітри на виробничому досліді з цукровим буряком підвищило вміст цукру в коренях від 1,79% на варіанті з внесенням 1 ц\/га аміачної селітри до 2,93% на варіанті з внесенням 3 ц\/га. Використання стимулятора росту Гарт позакоренево на фоні 3 ц\/га аміачної селітри дає підвищення цукристості на 2,9%. Таблиця 4.40 Урожай буряка цукрового, вміст та вихід цукру (середнє 2004 – 2007 рр.)  Гарт 20 мл\/га Гарт 40 мл\/га Гарт 50 мл\/га  31,0  2,1  39,3 39,7  3. 4.  17,5  5,06  7,3  18,29 0,79  5,67 0,61  10,4  36,0  19,97 1,47  10,8  37,4  19,20 1,70  % до контр  2.  +- до контр  28,9  Вихід цукру  т\/га  Контроль  +- до контр  1.  Вміст цукру  %  Урожай коренів  +- до контр., т\/га % до контр.  Схема досліду  т\/га  № п\/п  Сер. Густота Маса при 1 збиранні, кореня тис.шт\/га  280  87,1   ,0  322  96,2  7,45 2,39  47,2  376  88,3  7,62 2,56  50,6  406  84,2  Обприскування посівів стимулятором Гарт в дозі 20 мл\/га дала приріст урожаю 2,1 т\/га (7,3%), від дози 40 мл\/га дала приріст 10,4 т\/га і доза 50 мл\/га збільшила урожай на 10,8 т\/га (37,4%). Вміст цукру на контролі становив 17,50%. Від застосування препарату в дозі 20 мл\/га вміст цукру зріс на 0,79%, від дози 40 мл\/га – 1,47% і від дози 50 мл\/га – 1,70%. 164  \fТаблиця 4.41 Облік наростання ваги кореня і гички буряка цукрового на виробничому і дрібно  Вага гички, г  +до контролю, г  +- оброб. діл. до необр. Гартом  Контроль – 8 ц\/га ам.води під 592 глибоку оранку (фон) Фон +1 ц\/га нітроамофоски 680 Фон +1 ц\/га нітроамофоски 715 + 50мл\/га Гарт Фон +2 ц\/га нітроамофоски 745  +- оброб. діл. до необр. Гартом  Вага кореня, г  Схема досліду  +до контролю, г  ділянковому досліді станом на 21.09.2007 року  -  -  236  -  -  +88  3  35  333 355  +17 +119  +180 -  153  -  315  +79  +102  Фон +2 ц\/га нітроамофоски + 50мл\/га Гарт Фон +3 ц\/га нітроамофоски  791  +199  46  374  +138  -  943  +351  -  322  +86  -59  Фон +3 ц\/га нітроамофоски + 50мл\/га Гарт  1000 +408  -43  293  +57  -29  Таблиця 4.42 Урожайність коренів буряка цукрового на виробничому і дрібно ділянковому досліді в ПСП «Слобода» в 2007 році Варіанти досліду  Фон +1,5 ц\/га нітроамофоски при посіві Фон +1,5 ц\/га нітроамофоски + 50мл\/га Гарт Фон +2 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон +2 ц\/га нітроамофоски при посіві + 50мл\/га Гарт Фон +3 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон +3 ц\/га нітроамофоски під культивацію + 50мл\/га Гарт  Дата обліку 22.08.07 21.09.07 Урожайність, т\/га  +- від +- до +- % до +- % +- ц\/га 22.08.07 контро контро обробленої 21.09.07 лю, лю до до т\/га необробл. 09.10.06 +16,5 +8,1 +19,5 -75  33,0  49,5  35,7  52,2  -  +7,4  +17,9  -1,6  -96  38,0  54,9  +15,9  +13,5  +32,6  -  -35  41,7  55,4  +13,7  +14,0  +33,8  +1,2  -54  52,3  700  +17,7  +28,6  +76,3  -  +25  54,0  73,0  +25,0  +31,6  +69  -7,3  -54  165  \fВихід цукру від примінення Гарту по вегетації зростав на 0,61-2,56 т\/га ( ,0-50,6%). При застосуванні Гарту зростала маса одного кореня. На контролі маса одного кореня становила 280 г, а при обприскуванні посівів Гартом маса одного кореня дорівнювала 322-406 г. Адаптофіт препарат стабілізує фітогормональний стан рослин, активізує діяльність їх ферментних систем та підвищує продуктивність фотосинтезу. В результаті на 5-10% підвищується польова схожість та енергія проростання насіння; прискорюється наростання маси молодих рослин і в першу чергу маси їх кореневої системи, збільшується стійкість рослин до хвороб, заморозків, посухи, пестицидних навантажень. Під дією Адаптофіту збільшується зимостійкість озимих культур, а їх весняна вегетація поновлюється раніше. Адаптофіт підвищує врожайність та істотно поліпшує якість вирощеної продукції. Застосування Адаптофіту на посівах буряка цукрового збільшило урожайність коренів на 4,7-9,1 т\/га (8,9-17,3%) проти контролю і на 2,2-6,6 т\/га в порівнянні зі стандартом. Урожай гички становив 46,7-48,3 т\/га. Маса кореня рівнялась 579-609 г. Таблиця 4.43 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів стимулятором росту Адаптофіт (2005-2008 рр.) № п\/п  Варіанти досліду  1.  Контроль (водою)  2.  Емістимом (стандарт) Адаптофітом 5 мл\/га Адаптофітом 10 мл\/га Адаптофітом 20 мл\/га НІР  3. 4. 5.  Урожай Приріст урожаю Урожай Маса коренів, гички, одного До До % т\/га т\/га кореня,г контролю, стандарту, приросту т\/га т\/га 52,5 43,3 475 55,0  2,5  -  4,8  45,0  531  57,2  4,7  2,2  8,9  46,7  548  60,4  7,9  5,4  15,0  48,3  609  61,6  9,1  6,6  17,3  47,8  579  3,0 166  \fОбробіток посівів буряка цукрового стимуляторами росту Адаптофіт збільшило вміст цукру в коренях на 2,4%.Збір цукру від цього зростав на 2,173,02 т\/га в порівнянні х контролем і на 0,43-1,28 т\/га в порівнянні до стандарту. На 2,2-6,6 т\/га в порівнянні зі стандартом, збільшувало вміст цукру в коренях на 2,4%, зростав вихід цукру з 1 га. Оптимальна доза Адаптофіту була 20 мл\/га. Таблиця 4.44 Вміст та вихід цукру залежно від обробки посівів Адаптофітом №  Варіанти досліду  п\/п  Вміст цукру %  Збір цукру  + - до  т\/га  контролю  + - до  + - до  %  контролю стандарту приросту  1.  Контроль (водою)  17,0  -  8,925  -  -  -  2.  Емістимом (стандарт) Адаптофітом 5 мл\/га Адаптофітом 10 мл\/га Адаптофітом 20 мл\/га  19,4  2,4  10,670  17,45  -  19,5  19,4  2,4  11,10  21,72  0,43  24,3  19,4  2,4  11,72  27,92  1,05  131,3  19,4  2,4  11,95  30,25  1,28  33,9  3. 4. 5.  Агростим. Урожай коренів буряка цукрового на контролі дорівнював 4,43 т\/га, вміст цукру 17,0%. Обприскування посівів регулятором росту рослин Емістим дозою 15 мл\/га збільшило урожай коренів на 4,3 т\/га (9,7%). Встановлено, що обприскування посівів стимулятором (регулятором) росту рослин «Агростим» позитивно вплинуло на ріст і розвиток буряка цукрового. Позакореневе підживлення посівів цим препаратом підвищило урожай коренів на 9,3-11,8 т\/га (21,0-26,6%) до контролю і на 5,0-7,5 т\/га (10,3-15,4%) до стандарту, вміст цукру лише на 0,67%. Від дози Агростиму 25 мл\/га урожай зростав на 9,3 т\/га (21,0%) до контролю і на 5,0 т\/га (10,3%) до стандарту. Вихід цукру був вище контролю на 1,94 т\/га (25,8%) і на 0,93 т\/га (10,9%) вище стандарту.  167  \fТаблиця 4.45 Урожай коренів буряка цукрового на чорноземах типових при обприскуванні посівів «Агростимом» № Варіанти досліду Урожай Приріст урожаю Вміст цукру п\/п коренів, До контролю До стандарту т\/га т\/га % т\/га % % +- до контролю Обробка насіння 1. Контроль (водою) 44,3 -4,3 -8,8 17,0 2. Гумісол   л\/т 48,7 4,4 9,9 0,1 0,2 17,50 0,50 3. Емістим 10 мл\/га 4,86 4,3 9,7 17,57 0,57 4. Агростим, 25 мл\/т 53,6 9,3 2,10 5,0 10,3 17,67 0,67 5. Агростим 50 мл\/т 54,0 9,7 21,9 5,4 11,1 17,67 0,67 6. Агростим 75 мл\/га 56,1 11,8 26,6 7,5 15,4 17,67 0,67 НІР 3,4 Таблиця 4.46  № п\/п  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Вихід цукру при застосуванні Агростиму на чорноземах типових середньо суглинкових Варіанти досліду Вихід Приріст виходу цукру цукру, до контролю до стандарту т\/га т\/га % т\/га % Обробка насіння Контроль (водою) 7,53 -10,1 -11,8 Гумісол   л\/га 8,52 0,99 13,1 -0,2 -0,2 Емістим 10 мл\/га 8,54 1,01 13,3 Агростим, 25 мл\/т 9,47 1,94 25,8 0,93 10,9 Агростим 50 мл\/т 9,54 2,01 26,7 1,00 11,7 Агростим 75 мл\/га 9,91 2,38 31,6 1.37 16,  Зі збільшенням дози препарату урожай коренів зростав. Найвищим він був від дози 75 мл\/га, що на 11,8 т\/га (26,6%) вище контролю і на 7,5 т\/га (15,4%) вище стандарту. Вміст цукру був однаковий при всіх дозах препарату і рівнявся 17,67%, що на 0,67% вище контролю. Застосування стимулятора росту рослин збільшувало вихід цукру на 1,942,38 т\/га (25,8-31,6%) до контролю і на 0,93-1,37 т\/га (10,9-16,0%). Найвищий вихід  цукру  отримано  на  варіанті,  препарату 75 мл\/га. 168  де  обприскували  посіви  дозою  \fОтже, позакореневе підживлення посівів буряків цукрових стимулятором росту рослин Агростим підвищило урожай коренів на 9,3-11,8 т\/га (21,0-26,6%). Вміст цукру зростав на 0,67%, вихід цукру на 1,94-23,8 т\/га (25,8-31,6%). Оптимальною дозою була 75 мл\/га. Домінант – високоефективний композиційний біостимулятор широкого спектру дії комплекс регуляторів росту рослин природного походження та синтетичних  аналогів  фітогормонів. Містить  комплекс  високоактивних  природних та синтетичних фітогормонів ауксинової та цитокінінової природи, а також амінокислот, вуглеводів, жирних кислот, мікроелементів. Прозорий безколірний або світло-жовтий водно-спиртовий розчин. Підвищує енергію проростання і польової схожості насіння; підвищує врожай і покращує якість рослинної  продукції.  Препарат  стимулює  ріст  і  розвиток  основних  сільськогосподарських культур: зернових, бобових, овочевих, технічних. Таблиця 4.47 Урожай буряків цукрових при обприскуванні посівів стимулятором росту «Домінант» (2005-2008 рр.) № п\/п  Варіанти досліду  Урожай, т\/га  1.  Контроль (водою)  44,3  2.  Емістим  48,6  3.  Домінант 10 мл\/т  4. 5.  Приріст урожаю до контролю до стандарту т\/га % т\/га % -  -  -  4,3  9,7  -  -  47,4  3,1  6,7  1,2  2,5  Домінант 20 мл\/т  48,6  4,3  9,7  0  0  Домінант 40 мл\/т  51,2  6,9  15,6  2,6  5,3  НІР05  3,1-3,4  Встановлено, що обприскування посівів стимулятором росту «Домінант» позитивно впливало на ріст і розвиток цукрових буряків. Позакореневе підживлення цим препаратом підвищувало урожай коренів на 3,1-6,9 т\/га (10,615,6%).  169  \fПри обприскуванні посівів стимулятором росту рослин Домінант в дозі 10 мл\/га приріст урожаю був 3,1 т\/га до контролю. Вміст цукру вищий контролю на 1,0% . Від дози препарату 20 мл\/га урожай зростав до контролю на 4,3 т\/га (9,7%). Аналогічний приріст отримано і від дози 40 мл\/га. Від дози 40 мл\/га отримано приріст урожаю 6,9 т\/га (15,6%). Таблиця 4.48 Вихід цукру залежно від обробки посівів стимулятором росту «Домінант» №  Варіанти досліду  п\/п  Збір цукру т\/га  + до  + до  %  контролю  стандарту  приросту  1.  Контроль (водою)  7,53  -  -  -  2.  Емістим  8,26  0,73  -  9,7  3.  Домінант 10 мл\/т  8,53  1,00  0,270  13,3  4.  Домінант 20 мл\/т  8,74  1,22  0,486  16,15  5.  Домінант 40 мл\/т  9,92  2,40  1,674  31,93  Вміст цукру в коренях був вищим на 1,0% в порівнянні до контролю. Урожай коренів на контролі становив 44,3 т\/га при вмісті цукру 17,0%. Вихід цукру з 1 га на контролі дорівнював 7,53 т\/га. Застосування стимулятора росту рослин збільшувало вихід цукру на 1,0 ,40 т\/га. Найвищий вихід цукру отримано на варіанті де обприскували посіви дозою препарату 40 мл\/га. Отже, оптимальною дозою стимулятора росту на посівах цукрового буряка була 40 мл\/га. Вегестим – збалансована за фітогормональною активністю композиція регуляторів росту мікробного та синтетичного походження. Препарат має високу цитокінінову та ауксинову активності. Урожайність буряка цукрового в полі по заліковій базі на Гребінківському цукровому заводі складала 45,0 т\/га. В наших дослідженнях на контролі 170  \fурожайність дорівнювала 52,5 т\/га. Обприскування посівів Емістимом збільшило урожай на 2,5 т\/га. Таблиця 4.49 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів стимулятором росту Вегестим (середнє 2003–2008 рр.) № п\/п  Варіанти досліду  1.  Контроль (водою)  2.  Емістим (стандарт) Вегестим, 5 мл\/га  55,0  2,5  -  4,76  45,0  531  55,5  3,0  0,5  5,71’  48,9  555  Вегестим, 10 мл\/га Вегестим, 20 мл\/га НІР  61,5  9,0  6,5  17,14  50,8  615  58,0  5,5  3,0  10,47  50,8  580  3. 4. 5.  Урожай Приріст урожаю Урожай коренів, гички, до до % т\/га т\/га контролю, контролю, приросту т\/га т\/га 52,5 43,3  Маса одного кореня, г 518  3,0  Застосування Вегестиму збільшило урожай коренів при дозі препарату 5 мл\/га на 3,0 т\/га (5,7%). При дозі 20 мл\/га приріст був 5,5 т\/га (10,5%) і найвищий урожай, або оптимальною дозою в умовах цього року була 10 мл\/га, де приріст дорівнював 9,0 т\/га (17,1%). Маса одного кореня становила 555-615 г. Урожай гички з гектара дорівнював 48,9-50,8 т\/га. Таблиця 4.50 Вихід цукру залежно від обробки посівів стимулятором росту «Домінант» №  Варіанти досліду  п\/п  Збір цукру т\/га  + до  + до  %  контролю  стандарту  приросту  1.  Контроль (водою)  8,92  -  -  -  2.  Емістим (стандарт)  10,67  17,45  -  19,5  3.  Вегестим, 5 мл\/га  10,77  18,42  0,97  20,63  4.  Вегестим, 10 мл\/га  11,93  30,06   ,61  33,68  5.  Вегестим, 20 мл\/га  11,25  23,27  5,82  26,07  171  \fОбробка посівів буряка цукрового стимуляторами росту Вегестим збільшувало вміст цукру в коренях на 2,4%. Внаслідок цього збір цукру з гектар зростав від Вегестиму на 1,84-3,01 т\/га (20,6-33,7%). Ноостим. Застосування Ноостиму на посівах буряка цукрового збільшило урожайність коренів на 2,2-6,1 т\/га (4,2-11,6%) в порівнянні до контролю. Обробіток посівів цукрового буряка Ноостимом збільшило вміст цукру від препаратук на 1,0%. Збір цукру від цього зростав на 0,92-1,62 т\/га (10,3-18,2%). При застосуванні Ноостиму на посівах буряка цукрового зростав вміст заліза, міді і цинку як в повітряно-сухій речовині, так і в натуральній продукції. В 2003-2006 роках ми вивчали вплив регулятора росту Ноостим на продуктивність сільськогосподарських культур. Проведені мікропольові досліди з препаратом як при обробці насіння перед посівом, так і при обприскуванні посівів. Отже застосування стимулятора росту Ноостим на посівах буряка цукрового підвищувало урожай коренів на 2,2-6,1 т\/га, збільшувало вміст цукру на 1%. Оптимальною дозою Ноостиму була 20 мл\/га. Таблиця 4.51 Урожай коренів буряка цукрового залежно від обприскування посівів стимулятором росту «Ноостим» (2003-2006 рр.) № п\/п  Варіанти досліду  1.  Контроль (водою)  2.  Емістим (стандарт) Ноостимом, 5 мл\/га Ноостимом, 10 мл\/га Ноостимом, 20 мл\/га НІР  3. 4. 5.  Урожай Приріст урожаю Урожай коренів, гички, до до % т\/га т\/га контролю, контролю, приросту т\/га т\/га 52,5 43,3  Маса одного кореня, г 518  55,0  2,5  -  4,76  45,0  531  53,4  0,9  1,6  1,71  46,4  542  54,7  2,2  0,3  4,19  46,1  538  58,6  6,1  3,6  11,62  45,5  520  3,0 172  \fТаблиця 4.52 Вміст та вихід цукру залежно від обробки посівів «Ноостимом» №  Варіанти досліду  Вміст цукру  п\/п  Збір цукру  + - до  %  т\/га  контролю  + - до  + - до  контролю  стандарту  1.  Контроль (водою)  17,0  -  8,92  -  -  2.  Емістим (стандарт)  19,4  2,4  10,67  1,74  19,5  3.  Ноостимом, 5 мл\/га Ноостимом, 10 мл\/га Ноостимом, 20 мл\/га  18,0  1,0  9,61  0,687  1,7  18,0  1,0  9,85  0,92  10,3  18,0  1,0  10,55  1,62  18,2  4. 5.  Таблиця 4.53 Вплив регуляторів росту рослин на продуктивність основних сільськогосподарських культур  Препарат  Норма витрат мл\/т; мл\/га  Продуктивність с.-г. культур Озима пшениця т\/га  Контроль (вода)  Цукрові буряки  Надбавка до контролю т\/га ц\/га %  соняшник  Надбавка до контролю т\/га ц\/га %  Надбавка до контролю ц\/га %  мл\/т  3,10  0  0  31,0  0  0  1,80  0  0  мл\/га  3,11  0  0  31,0  0  0  1,81  0  0  Еталон-  10  3,38  0,27  9,0  34,0  3,0  9,7  1,97  0,17  9,6  Емістим С  20  3,42  0,31  10,1  34,1  3,1  10,0  2,01  0,20  11,2  10  3,65  0,55  17,8  36,0  5,0  16,1  2,04  0,24  13,3  20  3,62  0,51  16,4  36,0  5,0  16,1  2,06  0,25  13,8  Ноостим  Підвищення урожайності сільськогосподарських культур, поліпшення якості продукції в значній мірі залежить від рівня забезпечення грунту елементами живлення. Стимулятори росту є одним з важливих засобів збільшення врожаїв, поліпшення їх якості і зберігання. 173  \fМожна стверджувати, що в найближчі десятиріччя, вони будуть мати не менше значення у виробництві, ніж мінеральні добрива, засоби захисту рослин. Без застосування стимуляторів росту неможливо буде широкомасштабно втілити у виробництво ряд інтенсивних енергозберігаючих технологій вирощування найважливіших сільськогосподарських культур. Сучасні технології одержання високих врожаїв сільськогосподарських культур передбачають створення оптимальних умов живлення рослин та надійного їх захисту від шкідників, хвороб і бур’янів. Поряд із селекційногенетичними і біотехнологічними методами одним з резервів підвищення урожайності і якості продукції рослинництва є використання стимуляторів росту рослин. Дуже важливу роль у прискореному розмноженні насіння нових сортів культур є удосконалення технологій або їх елементів, розробка нових способів підвищення насіннєвої продуктивності рослин є резервом додаткового прискореного розмноження насіння нових сортів, збільшення виробництва насіння батьківських компонентів гібридів, а значить і поширення їх у виробництві. Застосування стимулятора росту рослин Емістим по вегетації збільшувало урожай зерна пшениці ярої на 0,22 т\/га, вміст білка на 0,58%, урожай зерна кукурудзи на 0,89 т\/га, білка на 0,33% і сої на 0,40 т\/га, білка в сої на 0,7%, жиру на 1,8%. Від Ендофіту в дозі 10 мл\/га в зерні пшениці ярої вміст білка зростає на 0,75%, в зерні кукурудзи на 1,2%, сої на 1,07% і жиру на 0,94%. Екостим в дозі 30 мл\/га збільшив урожай зерна пшениці ярої на 0,63 т\/га, а при дозі 50 мл\/га 0,72 т\/га, зерна кукурудзи 1,64 т\/га, вміст білка на 1,2%, урожай зерна сої зростав на 0,98 т\/га, вміст білка на 0,8% і жиру на 1,62%. Застосування Неофіту в дозі 50 мл\/га збільшило урожай зерна пшениці ярої на 0,31 т\/га і білка на 0,96%, зерна кукурудзи 0,95 т\/га і вмісту білка на 09,64%, урожай сої на 0,37 т\/га, вміст білка в ній на 0,60%, жиру на 2,0%. 174  \fОбприскування посівів препаратом Гарт дозою 50-100 мл\/га дало приріст урожаю зерна ярої пшениці – 0,43 т\/га, зерна кукурудзи – 0,77 т\/га, білка в ній на 0,60%, зерна сої на 0,48 т\/га, вміст білка на 0,60%, жиру на 1,88%. Від Ноостиму і Вегестиму в дозах 300 мл\/га урожай зерна пшениці ярої зростав на 0,46 т\/га, вміст білка на 0,4-0,6%, зерна кукурудзи на 0,90-0,97 т\/га, білка на 0,48%, зерна сої на 0,40-0,47 т\/га і жиру 1,31%. Аналогічні результати отримані від Агростиму в дозах 25-50 мл\/га. У насінні пшениці озимої і ярої, кукурудзи, сої вміст поживних речовин і мікроелементів мірі і цинку був вище контролю. Доцільним є спільне застосування пестицидів та регуляторів росту як при передпосівній обробці насіння, так і при обприскуванні посівів. При цьому значно зростає ефективність протруйників, фунгіцидів та інсектицидів, створюються умови для зменшення оптимальних доз пестицидів при протруюванні насіння на 20-25% без зниження захисного ефекту. Ефективність регуляторів росту рослин, залежить від препарату, способу його застосування та сортових особливостей культури, а також метеорологічних умов вирощування. Кращим серед вивчених препаратів є Екостим, який забезпечив найбільшу надбавку зерна ярої пшениці 0,65 т\/га, зерна кукурудзи 1,64 т\/га, сої – 0,68 т\/га, зростав вміст білка та жиру, потім Ендофіт, який забезпечив надбавки при всіх способах застосування. Врожайні  властивості  насіння,  одержаного  внаслідок  прямої  дії  регуляторів росту рослин покращились, підвищилась урожайність насіння у потомстві. Обробляти насіння Екостимом краще проводити завчасно одночасно з протравленням, але можна і в день посіву. Обприскування зернових найкраще проводити у фазу кінець кущення – початок виходу у трубку. Кукурудзі, соняшник, буряки (цукрові, кормові, столові) томати, огірки, капусту, баклажани обприскують у фазу 5-7 листочків. Картоплю обробляємо одночасно з обробкою 175  \fпроти колорадського жука, в розчин препарату додаємо необхідну кількість отрутохімікатів. Слід добиватися дрібнокрапельного розприскування рідини, це більш ефективно впливає на рослину. Обробку рослин проводять у вранішні години, коли пори рослин відкриті. Досліди проведені в Інституті агроекології та Інституті сільського господарства Полісся на забрудненій радіонуклідами території в господарствах Коростенського району Житомирської області і Іванківського району Київської області з соєю, вико-овсом, люпином і тритикале показали, що від застосування Екостиму не тільки підвищується урожай і покращується якість продукції, а й зменшується вміст радіонуклідів у продукції. На посівах соняшника розмір кошика був на 22,3% більший, при обприскуванні посівів Екостимом, ніж на необроблених. Передпосівна обробка насіння та обприскування посівів регулятором росту рослин забезпечує зниження поширеності та розвитку збудників кореневих гнилей на 2,5-4,2% та на 1,0-1,8% відповідно при 5,8% та 2,4% на контролі, а також на удобреному фоні живлення по всіх досліджуваних варіантах на 0,8-2,5% та на 0,9-1,6% відповідно, при 4,6% та 2,3% на контролі. Всі досліджувані препарати забезпечують суттєве зниження рівня поширеності і розвитку кореневих гнилей. Усі препарати: - Підвищують урожай та якість вирощуваної продукції; - стимулюють швидке наростання потужної кореневої системи та листової поверхні; - підвищують стійкість рослин до хвороби, низьких та високих температур; - поліпшують посівні кондиції насіння; - в бакових сумішах із засобами захисту підвищують їх ефективність на 10-15%; - знімають фітотоксичну дію пестицидів; 176  \f- розкривають генний потенціал с.-г. культур та зберігають їх сортову типовість; - знижують вміст нітратів, іонів важких металів і радіонуклідів; - поліпшують стан грунтів. Крім того, застосування вказаних стимуляторів вписуються в сучасні технології не вимагають додаткових затрат. В умовах нестабільного клімату України, коли прогнозувати погодні умови неможливо, застосування регуляторів (стимуляторів) росту рослин стає необхідним агроприйомом.  177  \fРОЗДІЛ 5 ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ВІТЧИЗНЯНИХ ДОБРИВ І РЕГУЛЯТОРІВ РОСТУ РОСЛИН ПІД БУРЯК ЦУКРОВИЙ Ефективність застосування мінеральних добрив і регуляторів росту рослин залежить від низки факторів і насамперед від типу грунту, вмісту поживних речовин у ньому, кліматичних і погодних умов року і культури, під яку вони застосовуються. Біологічною особливістю буряка цукрового є висока чутливість до внесених добрив. За цією ознакою він значно перевищує картоплю і багато інших культур. Формування високого урожаю буряка цукрового потребує великої кількості поживних речовин, особливо азоту і калію. Найбільш інтенсивно буряки засвоюють поживні речовини в червні, липні та в першій половині серпня. Високі прирости урожаю дають і мінеральні добрива. Найбільші прирости дає повне мінеральне добриво, а також поєднання органічних і мінеральних добрив. Навіть на одних і тих же грунтах ефективність добрива різна, від різних видів і їх співвідношення і одержуємо різні прирости урожаю. Звідси, в проведених дослідженнях необхідно вирахувати ефективність застосування добрив і регуляторів росту рослин. В проведених дослідженнях ми вирахували  вартість  добрив,  затрати  на  їх  зберігання,  підготовку,  транспортування та внесення, затрати на доробку (очистку, переробку та ін.) приросту урожаю, вартість отриманого приросту урожаю. По  даних  препаратах  і  культурах  економічну ефективність  ми  розраховували по розцінках у роки проведення досліджень і в цінах 2019 року.  178  \f5.1. Економічна ефективність застосування добрив Ефективність застосування тукосуміші. Усі зазначені показники обраховували за розцінками 20  року. Тукосуміш коштувала 5700,5 грн., аміачна селітра – 3300,4 грн. Всього витрати на добрива, їх зберігання, доробку, транспортування і внесення та витрати на збирання, доробку і транспортування приросту урожайності за основного внесення на сірому лісовому грунті під кукурудзу на зерно становили 2413 грн. Вартість приросту урожайності була у кукурудзи 2565 грн. Чистий прибуток кукурудзи був 152 грн. Найвищу ефективність дала тукосуміш при внесенні під буряк цукровий – 3890 грн. Найбільш затратними серед культур, у приведених дослідженнях, були при вирощуванні буряка цукрового. Тут вартість добрив, їх транспортування, зберігання і внесення та вартість на збирання, доочистку і доставку коренів приросту урожаю становили 772 грн. на гектарі. При локальному внесенні добрив у підживлення під буряк цукровий отримали дуже високий приріст урожаю коренів. Це пояснюється сприятливими умовами, що створились при вирощуванні цієї культури і погодних умов року проведення досліджень. Отже використання тукосуміші, як при основному внесенні, так і при підживленні на всіх культурах, що вивчали, було економічно вигідним. Вирощування буряка цукрового було економічно вигідним. На всіх варіантах схеми досліду отримано умовно-чистий прибуток. Найбільший умовно-чистий прибуток одержано на варіантах де застосовували амофос 52% разом з азотно-калійними добривами у нормі N170K200 кг\/га діючої речовини (2198 грн.). Застосування амофосу 34% га тому фоні N170K200 дало 1449 грн. прибутку. У першому з цих варіантів рентабельність становила  9,9%, а на другому нижче – 84,4%, при собівартості відповідно 66 грн. і 81 грн. за 1 т. Застосування традиційних мінеральних добрив (суперфосфат, аміачна селітра, хлористий калій) у нормі N170Р160K200 виявилось менш ефективним, ніж 179  \fпопередні варіанти. Так, умовно чистий прибуток тут становив 640 грн\/га, що у 2,2 рази менше, ніж на варіанті з внесенням амофосу 34% на такому ж N170K200 фоні. Використання тукосуміші, як при основному внесенні, так і при підживленні на всіх досліджуваних культурах було економічно вигідним. Економічна ефективність Гумісолу. Використання Гумісолу на посівах сільськогосподарських культур у проведених дослідженнях є економічно вигідним, це дає значні прибутки. На посівах пшениці оброблення насіння препаратом дала чистого прибутку 608 грн. і при обприскуванні посівів 1189 грн., на посівах кукурудзи на зерно 1533 і 1732 грн. на 1 га і на посівах сої відповідно 2169 і 2371 грн. Економічну ефективність нітроамофоски внесеної під посіви буряка цукрового ми розраховували в цінах 2007 р. (під час проведення досліджень) і в цінах 2019 р. Затрати на добриво, його перевезення і внесення зростали з внесеннями від 1 ц до 3 ц\/га від 199 до 560 грн\/га в першому випадку і від 5783 до 8868 грн\/га в другому випадку. Вартість продукції, тобто коренів буряка цукрового в цінах2007 року становила 11180- 100 грн\/\/га, чистий дохід рівнявся 9472-10031 грн\/га. Внесення 1 ц\/га нітроамофоски дало 2221 грн\/га, 1,5 ц\/га – 2361 грн\/га, 2 ц\/га – 2559 грн\/на в 3 ц\/га – 2780 грн\/га. В цінах 2019 року затрати  становили 13348–15024 грн\/га, вартість  продукції 50310-54450 грн, чистий дохід 36952–39425 грн, або від 1 ц нітроамофоски отримано 5467 грн, від 1,5 ц\/га – 3559 грн, від 2 ц\/га 6809 га і від 3 ц – 7931 грн з 1 га. Затрати за 19 років зросли більше ніж у 5 разів, а чистий дохід від 1 ц нітроамофоски зріс у 2,2 рази. У біології росту, розвитку та формуванні високого урожаю і покращенні якості буряка цукрового велике значення має застосування стимуляторів росту. Щоб отримати високу продуктивність і значний економічний ефект насамперед необхідно створити оптимальні умови посіву і вирощування цієї культури. 180  \fПри вирощуванні буряка цукрового Гумісол можна використовувати для допосівної обробки насіння або застосовувати одночасно з засобами захисту рослин чи обприскувати посіви у процесі вегетації разом з гербіцидами чи окремо від них. Для визначення ефективності застосування Гумісолу використовуємо такі показники: додатковий збір продукції (на 1 га, на 1 літр Гумісолу, на 1 грн. затрат) і рентабельність застосування препарату, в тому числі відношення чистого прибутку до затрат, окупність затрат вартістю приросту урожаю. При визначенні додаткового урожаю (приросту) враховували основну продукцію, її якість і т.д., вартість приросту урожаю оцінювали по закупівельних чи  середніх  реалізаційних  цінах.  Чистий  прибуток  і  рентабельність  установлювали співставляючи грошову оцінку приросту урожаю і додаткових затрат, зв’язаних з застосуванням Гумісолу. Вирахували вартість препарату, підготовку та внесення, затрати на доробку (транспортування, очистку, підсушку, переробку та ін.) приросту урожаю. Всі зазначені показники обрахували за розцінками господарства КСП «Промінь». 1 л Гумісолу коштує 2 гривні. Розрахунки провели по приросту урожаю зерна пшениці, ячменю, кукурудзи на зерно, бульбах картоплі, виходу приросту олії та цукру на 1 га. Точно вирахувати економічну ефективність застосування Гумісолу практично зараз неможливо. Постійно ростуть ціни на пальне й мастила. Ціни на сільськогосподарську продукцію знижується, продукція сільського господарства стає збитковою. Розрахунки ми проводили по оптимальному варіанту дослідів. Вартість препарату під пшеницю і ячмінь при обробці зерна 6 грн., кукурудзи 1 грн., соняшника 30 коп. і цукрових буряків всього 10 коп. Значні затрати при обробці бульб картоплі, при посадці 3,5 т\/га вони складали 42,0 грн. Вартість обприскування посівів 24 грн. на 1 га. 181  \fНасіння  зернових  культур  обробляли  Гумісолом  одночасно  з  протравленням. Посіви всіх культур обприскували одночасно з боротьбою з бур’янами, хворобами чи шкідниками. Тому при застосуванні Гумісолу на його внесення при обприскуванні теж немає додаткових затрат. Додаткові затрати можуть бути тільки тоді, коли посіви чисті від бур’янів, немає ні хвороб, ні шкідників, а ми проводимо обприскування посівів. Отже, вартість препарату під озиму пшеницю і яру пшеницю при обробці насіння 6 грн., вартість внесення 3 грн., вартість збирання, транспортування і доробку приросту урожаю теж 3 грн. або всього затрат  ,0 грн. Всього затрат на вирощування додаткового приросту урожаю 0,39 т пшениці становить  ,0 грн., вартість приросту урожаю 35,3 грн. або чистий прибуток становить 615 %. При обприскуванні посівів пшениці всі затрати на вирощування 57,64 т зерна становлять 44,3 грн., вартість приросту 162,3 грн., чистий доход дорівнює 118,5 грн., рентабельність 267 %. На посівах ячменю затрати на вирощування 0,40 т приросту урожаю при обробці насіння Гумісолом становили  ,0 грн. Вартість приросту урожаю всього 60,0 грн., прибуток склав тільки 43,0 грн. При обприскуванні посівів ячменю і приросту урожаю становив 1,02 т\/га, чистий прибуток склав 117,2 грн. У кукурудзи на зерно вартість приросту урожаю від обробки насіння становила 229,6 грн. і при обприскуванні посівів 389,2 грн., всього вартість затрат відповідно було 13,4 і 57,7 грн. Чистий прибуток відповідно дорівнював 211,2 грн. і 331,5 грн. Просапні культури давали значно більший прибуток, ніж зернові культури. Так, на посівах картоплі при обробці бульб препаратом на одержання приросту в 3,4 т затрат було 65,0 грн. і при обприскуванні на 5,8т приросту урожаю – 53,6 грн. Вартість приросту урожаю відповідно дорівнювала 1630 і 1160. Прибуток при обробці бульб дорівнював 1615 грн. і при обприскуванні посівів 1106,4 грн. на 1 га. Найдоцільніше застосування Гумісолу під посіви буряка цукрового. Так, вартість приросту урожаю від застосування препарату на посівах цукрового 182  \fбуряка дорівнювала при обробці насіння  06 грн. і при обприскуванні посівів 3 3 грн. Затрати на закупівлю препарату, його внесення та на збирання, доробку і доставку урожаю становила відповідно 96,6 і 237,2 грн. Чистий прибуток від обробки насіння буряка цукрового дорівнював 1109,4 і при обприскуванні посівів 2335,3 грн. Отже застосування Гумісолу на посівах сільськогосподарських культур у проведених дослідженнях економічно вигідно, це дає значні прибутки. Найбільш економічно вигідно застосовувати стимулятор росту «Гумісол» на посівах цукрового буряка. Чистий прибуток від обробки насіння дорівнював 1109,4 грн. і особливо при обприскуванні посівів 2335,8 грн. з одного гектара. Висока ефективність препарату підтверджена нами, як у наукових дослідженнях, так і у виробничих умовах при застосуванні Гумісолу на великих площах. Нами встановлено, що Гумісол позитивно впливає на ріст і розвиток як цукрових буряків, так і інших культур. Слід відмітити, що у ЗАТ «Западинське» щорічно отримують високі врожаї всіх сільськогосподарських культур і, в першу чергу, озимої пшениці і цукрових буряків. В полі, де були буряки цукрові, отримали по 53,5 т\/га коренів. На дослідній ділянці на контролі (він у той час був фоном) одержано 60,7 т\/га солодких коренів.  183  \fТаблиця 5.1 Економічна ефективність вирощування буряка цукрового при внесенні нітроамофоски за цінами 2007 року  210  600  162  72  1509  8760  7251  –  95  465  50  210  600  207  81  1708  11180  9472  2221  95  537  50  210  600  211  85  1788  11400  96   2361  95  610  50  210  600  216  89  1870  11680  9810  2559  95  755  50  210  600  261  98  2069   100  10031  2780   100  10031  2780  184  + до контролю  Чистий дохід  50  догляду за посівами  320  цукрових буряків Вартість  95  Вартість на підготовку грунту, Вартість посів насіння  Вартість продукції  5.  Всього витрат  4.  Інші витрати  3.  Вартість перевезенн я продукції  2.  Фон – (8 ц\/га аміачної води) – контроль Фон + 1 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон + 1,5 ц\/га нідроамофоски при посіві і рядки Фон + 2 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон + 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію  Вартість мінеральн их добрив  пп  1.  Вирати на вирощування цукрових буряків, грн.\/га  Схема досліду  Глибока оранка  №  \fТаблиця 5.2 Економічна ефективність нітроамофоски на посівах буряка цукрового (в цінах 2019 року)  Чистий дохід  Фон – (8 ц\/га аміачної води) – контроль Фон + 1 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон + 1,5 ц\/га нідроамофоски при посіві і рядки Фон + 2 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон + 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію  3200,0  241  45  1675  3906  690  7563  39060  31495  –  742  4400,0  241  45  1675  5031   14  13348  50310  36962  5461  742  500,0  241  45  1675  5130   83  14246  51300  37054  5559  742  5600,0  241  45  1675  5256   96  14942  52560  37618  6809  742  6800,0  241  45  1675  5482  1378  15024  54450  39426  7931  185  + до контролю  Вартість продукції  5.  Всього витрат  4.  Інші витрати  3.  Вартість перевезення продукції  2.  742  Глибока оранка  п\/п  1.  Вирати на вирощування цукрового буряка, грн.\/га  Схема досліду  Вартість мінеральни х добрив Вартість на підготовку грунту, посів Вартість насіння цукрових буряків Вартість догляду за посівами  №  \fТаблиця 5.3 Економічна ефективність застосування Гумісолу під сільськогосподарські культури (на 1 га) Культури №  Показники  п\/п  Пшениця  Ячмінь  1  2  1  2  Кукурудза на зерно 1 2  Картопля  Соняшник  Цукрові буряки  1  2  1  2  1  2  1.  Вартість Гумісолу, грн.  6,0  24,0  6,0  24,0  1,0  24,0  42,0  24,0  0,3  24,0  0,1  24,0  2.  3,0  16,0  3,0  16,0  7,0  16,0  6,0  16,0  1,0  16,0  1,0  16,0  24,0  25,2  21,0  21,5  39,2  44,6  152   8  8,19  7,92  57,4  53,9  3,9  7,4  4,0  10,9  16,4  27,8  34  58  85,8  162,8  60,0  163,5  229,6  389,2  1680  1160  442  1036   06  2 3  3,0  4,3  3,0  6,30  10,40  17,70  17,0  13,6  2,0  3,9  95,5  274,2  7.  Вартість внесення препарату, грн. Урожайність на контролі, ц Приріст урожаю від Гумісолу, ц Вартість приросту урожаю, грн. Вартість збирання, транспортування і доробки приросту урожаю, грн. Всього затрат, грн.   ,0  44,3   ,0  46,3  18,4  57,7  65,0  53,6  3,3  43,9  96,6  287,2  8.  Прибуток, грн.  73,8  118,5  48,0  117,2  211,2  331,5  1615  1106,4  438,7  992,1  1109,4  2835,8  9  Рентабельність, %  615  267,5  400  253  1148  574  2485  2064  13294  2260  1143  987  3. 4. 5. 6.  1 – обробка насіння Гумісолом; 2 – обприскування посівів препаратом.  186  \fТаблиця 5.4 Економічна ефективність застосування Гумісолу і органо-мінеральних добрив (середня 2003-2008 рр.) в цінах 2019 р. №  Гумісол  п\/п  2003-2008  2011-2014  Віталист  Оазис  Добродій  2003-2008  2003-2008  2003-2008  1.  Вартість препарату, 1 га, грн.  850,0  1020  870  880  810  2.  Урожай на контролі, т\/га  52,2  62,2  52,2  52,2  52,2  3.  Приріст від препарату, т\/га  8,5  17,0  6,8  7,1  9,20  4.  Вартість приросту від препарату, грн. Чистий приріст від препарату, грн.\/га Вартість продукції з 1 га, грн.  7650  15300  6 0  6390  8100  6800  13090  5250  5510  7290  51360  7 80  46980  46530  48240  40990  48214  4100  41020  40950  10310  23063  5970  5510  7290  5. 6. 7. 8.  Затрати на застосування види добрив Чистий дохід  187  \fТаблиця 5.5 Економічна ефективність Гумісолу і його похідних на посівах буряка цукрового (2000-2005 рр.) в цінах 2019 р. № п\/п  Варіанти дослідів  1.  Контроль (водою)  60,7  -  -  2.  Гумісол,   л\/га  68,2  7,5  3.  Гумісол-екстра, 4 л\/га Гумісол-екстра, 5 л\/га Гумісол-екстра, 8 л\/га Гумісол-супер, 2 л\/га Гумісол-супер, 3 л\/га Гумісол_супер, 4 л\/га НІР т\/га  68,0  х %  3,4  4. 5. 6. 7. 8.  Позакореневе  Урожа йність, т\/га  Прибут ок ц\/га  -  Вартість приросту урожаю грн.\/га -   ,3  1020  5750  5730  7,3   ,0  680  6570  5890  69,5  8,8  14,5  1020  7920  6900  68,0  7,3   ,3  1360  6540  5230  68,0  7,3   ,3  510  6570  6060  70,3  9,6  15,8  765  8640  7865  67,7  7,0  11,5  1020  6300  5280  Приріст урожаю т\/га %  Вартість «Гумісолу» , грн.\/га  -  6,7  підживлення  посівів  буряка  цукрового  Гумісолом  підвищувало урожай коренів на 7,5 т\/га (доходу 5890 грн.), Гумісол-екстра давав приріст урожаю 7,3–8,8 т\/га ( ,0-14,5 % доходу 6900 грн.). Оптимальною дозою тут було 3 л\/га. Гумісол-супер збільшував урожай на 7,3-9,6 т\/га ( ,3-15,8 %). Найвищий приріст урожаю був при дозі 3,0 л\/га і чистого доходу7865 грн. (табл. 6.5). Від застосування органо-мінеральних добрив отримано дохід (в цінах 2019 року) від Гумісолу( за дослідженнями2003-2008 рр.) 6800 грн.\/га. За даними 2011-2014 рр. 13090 грн.\/га, від Віталист – 5950 грн\/га, Оазису – 5510 грн\/га, Добродію – 7290 грн\/га (табл. 6.6). За 25 років проведення досліджень внаслідок покращення технології вирощування цукрового буряка (застосування більш досконалої нової техніки, засобів захисту рослин від бур’янів, хвороб, шкідників, 188  \fбільш урожайних сортів і гібридів) значно зросла урожайність буряка цукрового. Зросли ціни на затрати вирощування цукрового буряка. Незважаючи на це все ж зросли доходи від вирощування цукрового буряка з 1 га. Економічна ефективність добрив, інших засобів хімізації розглядається як результат, отриманий від їх дії, і виражений у вартісних показниках: вартість у середніх  цінах  реалізації  додаткової  продукції,  чистий  прибуток  (за  вирахуванням витрат, зв’язаних з застосуванням добрив, заходів хімізації), окупність затрат, підвищення продуктивності праці і зниження собівартості продукції. Для визначення ефективності застосування Ендофіту використовуємо такі показники:додатковий збір продукції в натурі (амбарний урожай) і в вартісному виразі на одиницю туків чи поживних величин (на 1 га, на 1 мл Ендофіту, на 1 грн. затрат) і рентабельність застосування препарату, в т.ч. відношення чистого прибутку до затрат (в %), окупність прямих затрат вартістю приросту урожаю (в гривнях на одну гривню затрат). При визначенні додаткового урожаю враховують основну і побічну продукцію, її якість, стандартність і т.д., приріст урожаю оцінювали по закупівельних  чи  середніх  реалізаційних  цінах.  Чистий  прибуток  і  рентабельність установлювали спів ставляючи грошову оцінку приросту урожаю і додаткових затрат, визнаних застосуванням Ендофіту. В порівняльних цілях може бути використаний показник окупності затрат по застосуванню Ендофіту вартістю приросту урожаю культури. В проведених дослідах обрахували ефективність застосування Ендофіту. Вирахували вартість препарату, зберігання, підготовку, транспортування та внесення, затрати на доробку (очистку, підсушку, переробку та ін.) приросту урожаю, вартість отриманого приросту урожаю. Всі зазначені показники та вартість Ендофіту обрахували за розцінками господарства КСП «Промінь». Розрахунки провели по приросту урожаю зерна пшениці, ячменю, кукурудзи на зерно, клубнях картоплі, виходу приросту олії та цукру на 1 га. 189  \fТочно врахувати економічну ефективність застосування Ендофіту практично неможливо. Постійно ростуть ціни на паливо й мастила. Ціна на сільськогосподарську продукцію знижується, продукція сільського господарства стає збитковою. Наші розрахунки по ефективності застосування Ендофіту в проведених дослідженнях подані в таблиці 6.4. Препарат вноситься в невеликих дозах, тому вартість внесення його на 1 га теж невисока. Насіння зернових культур обробляється Ендофітом одночасно з протравленням, тому додаткових затрат тут теж немає. Посіви всіх культур обробляються препаратом одночасно з боротьбою з бур’янами, хворобами чи шкідниками. Тому й при цьому теж немає додаткових затрат. Додаткові затрати можуть бути тільки тоді, коли посіви чисті від бур’янів, немає ні хвороб, ні шкідників. Таблиця 5.6 Економічна ефективність застосування Ендофіту під сільськогосподарські культури (на 1 га) в цінах 2009 р. Культури № Показники Пшениця Ячмінь Кукурудза на Картопля п зерно \/ 1 2 1 2 1 2 1 2 п 1 Вартість Ендофіту, 2 7 2 7 0,4 7 21 7 грн. 2 Вартість внесення 3 16 3 16 7 16 6 16 препарату. грн. 3 Урожайність на 2,40 2,89 2,95 3,62 4,40 3,92  ,6 13,5 контролі, т\/га 4 Приріст урожаю 0,55 0,83 0,58 1,  1,10 2,98 6,8 6,2 від Ендофіту, т\/га 5 Вартість приросту 182,  1 87 168 154 417,2  40 1360 урожаю, грн. 6 6 Вартість збирання, транспортування і 4,50 3,50 6,72 6,6 17,90 15,0 13,6 доробки приросту 3,0 урожаю, грн. 7 Всього затрат, грн. 27,5 36,6 8 8,50 29,72 8,00 40,90 42,0 0 4 8 Прибуток, грн. 113 155, 79,5 138,28 146, 376,3 1198 1323 1 1 1–обробка насіння препаратом, 2 – обприскування посівів препаратом.  190  Цукровий буряк 1 2 0,2  7  6  16  40,7  40,7   ,0  24,0  2301  3391  421  452  426  468  1875  2901  \fОтже, вартість препарату під озиму пшеницю при обробці насіння всього 2 грн., його внесення 3 грн. і на збирання, транспортування і доробку приросту урожаю теж 3 грн. або всього затрат на вирощування додатково приросту урожаю 5,5 ц становить 8 грн., вартість же приросту урожаю  1 грн., звідси чистий прибуток становить 113 грн. з 1 га. При обприскуванні посівів пшениці всі затрати на вирощування 8,3 і додаткового урожаю становлять 27,5 грн., вартість приросту урожаю 182,6 грн., або чистий дохід дорівнює 155,1 грн. на 1 га. На посівах ячменю затрати на вирощування, доставку і очистку 5,8 ц приросту урожаю при обробці насіння Ендофітом становлять 8,5 грн. Вартість приросту урожаю 87,2 грн., де прибуток становить 79,5 грн. з 1 га. Затрати на обприскуванні посівів ячменю Ендофітом становило 29,7 грн., а вартість додатково отриманого зерна рівнялась 168 грн. Отже, чистий прибуток дорівнював 138,3 грн. У кукурудзи на зерно вартість приросту урожаю від обробки насіння становила 154 грн. і посівів 417,2 грн. і вартість затрат відповідно 8,0 і 40,90 грн. Отже чистий прибуток з 1 га дорівнював 146,1 грн. і 376,3 грн. Просапні культури давали значно більший прибуток, ніж зернові культури. Так, на посівах картоплі при обробці бульб препаратом на одержання приросту урожаю затрат було 42,0 грн. і при обприскуванні посівів 36,6 грн. Вартість приросту урожаю  40 і 1360 грн. На посівах соняшника вартість приросту урожаю від Ендофіту при обробці насіння становив 411,2 грн., а при обприскуванні посівів 790,4 грн. Затрати на вартість препарату, його внесення і витрати на збирання, транспортування та доробку додатка отриманої продукції становить відповідно 3,22 і 26,87 грн. Отже, чистий прибуток на посівах соняшника при обробці насіння становить 408 грн і при обприскуванні посівів 763,5 грн. Найдоцільніше застосування Ендофіту під посіви буряка цукрового. Так, вартість приросту урожаю від застосування препарату на посівах цукрового 191  \fбуряка дорівнювала 3296 грн. при обробці насіння і 3353,6 грн. при обприскування посівів. Затрати на закупівлю препарату, його внесення та збирання, доробку і доставку урожаю становила відповідно 421,1 і 452 грн. Чистий прибуток від обробки насіння цукрового буряка дорівнював 1874,9 і при обприскуванні посівів 2901,6 грн. Отже застосування препарату Ендофіт на посівах сільськогосподарських культур у проведених дослідженнях економічно вигідно, це дає значні прибутки. На  посівах  цукрового  буряка  ми  вивчали  економічну  ефективність  нітроамофоски та стимулятора росту рослин «Гарт». Результати цих досліджень приведені в таблиці 6.7. Застосування 1 ц\/га нітроамофоски перед посівом цукрового буряка під культивацію дало дохід 2221 грн. 2 ц\/га – 2559 грн. або від 1 ц\/га –  80 грн. Внесення 3 ц\/га нітроамофоски дало 2780 грн. доходу з 1 га тобто від 1 ц нітроамофоски отримали 927 грн. доходу. Зі зростанням дози внесення нітроамофоски загальна врожайність і доход зростали, але від 1 ц\/га зі збільшенням дози внесення вони значно зменшувалися. Ця тенденція доказана нами та іншими акторами на посівах інших культур і іншими добривами вже раніше. Навпаки, обприскування посівів буряка цукрового однією і тією ж дозою 50 мл\/га зросли дози нітроамофоски від 1 до 3 ц\/га дохід від СРР зростав. Так при дозі нітроамофоски 1,5 ц\/га дохід від  становив 225 грн.\/га, від дози  нітроамофоски 2 ц\/га ц\/га + 50 мл\/га Гарту дохід від останнього рівня 418 грн\/га і при дозі 3 ц\/га він вже становив 908 грн.\/га. В таблиці 6.8 приведені прирости урожаю коренів буряка цукрового і прибуток від застосування ряду стимуляторів росту рослин. Так, при затратах на вартість препарату та доставку додаткової продукції емістиму 430 грн.\/га дохід становив 3600 грн.\/га, від препарату Ноостим – 4910 грн.\/га, що на 1110 грн. більше від Адаптофіту дохід рівнявся 7340 грн. і від Домінанту – 694 грн. В цьому досліді найвищу ефективність показав препарат Вегестим. 192  \fТаблиця 5.7  11180  95  465  3.  Фон + 2 ц\/га нітроамофоски під культивацію  11680  95  4.  Фон + 2 ц\/га нітроамофоски + 50 мл\/га Гарт позакоренево   160  6.  7.  8.  Фон + 3 ц\/га нітроамофоски під культивацію Фон + 3 ц\/га нітроамофоски + 50 мл\/га «Гарт» позакоренево Фон + 1,5 ц\/га нітроамофоски в рядки при посіві Фон + 1,5 ц\/га нітроамофоски в рядки при посіві + 50 мл\/га Гарт позакоренево  600  162  72  1509  7251  -  -  -  50  20  600  207  81  1708  9472  +2221  2221  -  610  50  210  600  216  89  1870  9810  +2559  2559  -  95  660  50  210  600  225  95  1932  10228  +2977  -  418   100  95  755  50  210  600  261  98  2069  10031  +2780  2780  -  13080  95  805  50  210  600  279  102  2141  10939  +3688  -  908  11400  95  537  50  210  600  211  85  1788  96   +2361  2361  -  11680  95  587  50  210  600  216  88  1846  9834  +2583  -  222  193  Від препарату  Від добрив  210  Інші витрати  Варіант 5  Чистий дохід  Фон + 1 ц\/га нітроамофоски під культивацію  2.  Витрати, всього  Вартість на підг. грунту, посівів 50  Вартість перевезення продукції  Вартість мін.добрив, грн 320  Контроль – ц\/га аміачної води під глибоку оранку – фон  Вартість догляду за посівами  Глибока оранка, грн. 95  1.  Приріст  Вартість насіння, ц\/б, грн.  Варість продукції, грн.  Витрати на вирощування цукрових буряків, грн.\/га  8760  Схема досліду  Дохід контролю, грн  Економічна ефективність застосування нітроамофоски та стимулятора росту «Гарт» на посівах буряка цукрового (середнє 2000-2006 в цінах 2007 р.)  \fТаблиця 5.8 Економічна ефективність препаратів на посівах буряка цукрового (середнє 2003-2004 в цінах 2019 р.) № п\/п  Варіанти досліду  Контроль (водою) Емістим, 10 мл\/га Адаптофіт, 20 мл\/га Вегестим, 20 мл\/га Домінант, 10 мл\/га Ноостим, 20 мл\/га  1. 2. 3. 4. 5. 6.  Урожайність, Приріст т\/га урожаю від препарату, т\/га 52,5 57,0 4,5 61,6 9,1 63,3 10,8 61,1 8,6 58,6 6,1  Вартість препарату грн\/га 25 40 36 20 32  Витрати на додаткову продукцію, % 430 860 1010 794 580  Вартість приросту урожаю, грн\/га 4050 8200 9720 7740 5490  Дохід від препарату, % 3600 7340 8710 6946 4910 Таблиця 5.9  Економічна ефективність доз стимулятора росту рослин «Екостим» (середнє за 2011-2014 рр.) № п\/п  1. 2. 3. 4. 5.  Варіанти досліду  Контроль (водою) Екостим, 10 мл\/га Екостим, 20 мл\/га Екостим, 40 мл\/га Екостим, 60 мл\/га  Урожайність, Приріст т\/га урожаю від препарату, т\/га 62,2 69,4 7,2 72,0 9,8 77,0 14,8 70,8 8,6  194  Вартість препарату грн\/га 24 50 100 150  Витрати на додаткову продукцію, % 670 930 1430 924  Вартість приросту урожаю, грн\/га 6480 8820 13320 7740  Дохід від препарату, % 5810 7890 11890 6816  \fСеред препаратів, які ми вивчали, а їх більше сотні, найвищу ефективність показав на культурах, які ми вивчали раніше Екостим. Вартість приросту урожаю при використанні стимулятора росту Емістим на посівах пшениці ярої становило  00 грн., вартість препарату, його застосування, на збирання, транспортування і доробку приросту урожаю становить 215 грн. Прибуток при цьому дорівнює 985 грн. При обприскуванні посівів пшениці ярої він рівняється  94 грн., що на 309 грн. більше. В кукурудзи за оброблення насіння перед посівом Екостим вартість приросту урожаю становить 2280 грн., всього затрат 700 грн., а отже прибуток рівняється 1730 грн. При обприскуванні посівів кукурудзи Екостимом прибуток становить 1960 грн., що на 230 грн. більше, ніж при обробці насіння. Використання Екостиму на посівах сої при обробленні насіння прибуток дорівнював 2888 грн. і при обприскуванні посівів 3228 грн., або на 340 грн. більше. При використанні стимулятора росту Екостим вищий прибуток, як і по інших препаратах отримано на посівах цукрового буряка (табл. 6.9). Доза препарату 20 мл\/га дала доходу 7890 грн. Найвищий дохід дала доза 50 мл\/га (на інших дослідах) – 11890 грн.\/га. Доза 60 мл\/га уже зменшила приріст урожаю і дохід. В більш сприятливі для культури роки (наприклад 2006 в порівнянні з 2005) всі препарати, які ми вивчали, давали вищий приріст урожаю, а значний дохід, ніж у менш сприятливі погодні умови. Доведено, що застосування нових вітчизняних органо-мінеральних добрив та регуляторів росту рослин відповідає економічним вимогам і забезпечує охорону навколишнього природного середовища , підтверджує ефективність енергозберігаючих агротехнологій, а також сприяє створенню належних умов для  росту  і  розвитку  сільськогосподарських  культур.  Багаторічними  агроекологічними дослідженнями доведено доцільність та безпечність широкого застосування нових добрив і регуляторів росту рослин при вирощуванні сільськогосподарських культур, вони не забруднюють навколишнє природнє  \fсередовище, а отримана при цьому продукція безпечна для споживання та здоров’я людини і тварини. Науково  обґрунтовано  і  практично  доведено,  що  застосування  досліджуваних нових добрив (тукосуміш, амофос-34), Гумісол, ОМД Віталист, Оазис, РРР Ендофіт, Екостим, Вегестим, Ноостим, Агростим, мікробіологічних добрив,  підвищує  урожайність  і  покращує  якість  продукції  сільськогосподарських культур, не знижує родючість грунтів. Вміст рухомих форм азоту, фосфору і калію в грунті не зменшується при підвищенні урожайності, а навіть дещо зростає. Практично доведено екологічну та економічну доцільність застосування нових добрив і РРР.  5.2.  Особливості застосування регуляторів та стимуляторів росту рослин При застосуванні рістрегулюючих препаратів необхідно враховувати, що  кожний з них створений для стимулювання розвитку і підвищення продуктивності певних сільськогосподарських культур при відповідних дозах, термінах і способах застосування. Приготування водних робочих розчинів. Регулятори росту застосовують у вигляді водних робочих розчинів, які готують у день їх застосування. Дози їх внесення на 1 т насіння або на 1 га посівів дуже малі , тому важливо, щоб вони були рівномірно розподілені в робочому розчині машини для обробки насіння або місткості для обприскування посівів. Для рівномірного розподілу препарату пропонуємо виготовити спочатку маточний розчин, де необхідну кількість препарату 1 л переливаємо у відро, на половину наповнене водою, старанно перемішуємо і доводимо до 10 л. У місткість обприскувача наполовину наповнюємо водою, вливаємо необхідну кількість маточного розчину препарату разом з пестицидами змішуючи доливаємо необхідну кількість води, весь час перемішуючи. Спільне використання стимуляторів (регуляторів) росту з пестицидами при передпосівному обробленні насіння і при обприскуванні посівів підсилює ефективність протруйників, фунгіцидів, інсектицидів і гербіцидів. 196  \fВимоги до оброблення насіння. Оброблення насіння зернових колосових культур, буряка цукрового, кукурудзи, соняшника, низки інших культур здійснюють  на  насіннєвих,  кукурудзяно-калібрувальних  заводах,  сортоселекційних станціях і в деяких господарствах. Вказаний агрозахід вимагає спеціального устаткування і проводиться відповідно до технології для кожної культури, засобів безпеки згідно із санітарними нормами і правилами. При обробленні насіння колосових зернових культур використовуємо 10 л захисностимулюючої композиції на 1 т насіння. Але якісніша обробка – при використанні 15 л розчину, що зменшує розвиток хвороб і підвищує економічну ефективність (приріст врожаю, поліпшення якості продукції, зниження норм витрат протруйника на 1 т насіння); у фермерських господарствах оброблення невеликої  партії  поліетиленовою  насіння плівкою.  можна В  проводити  процесі  на  оброблення  брезенті  покритому  необхідно  ретельно  перемішувати насіння для рівномірного розподілу захисно-стимулюючих речовин по його поверхні. Вимоги до обприскування посівів. За даними досліджень, значний вплив на ефективність регуляторів росту мають терміни обприскування посівів упродовж дня. Доведено, що найефективнішими є ранкові години до 10-ї і вечірні – після 17-ї години. Не допускається обробка рослин наземною апаратурою при швидкості вітру понад 4 м\/с. Об’єкт води для польових культур 200–300 л\/га. Слід добиватись дрібно краплинного розбрискування рідини. Для обприскування посівів основних польових культур у період вегетації використовують  штангові  ультрамалооб’ємного Позакореневе  обприскувачі.  авіаційного  підживлення  є  внесення  Відпрацьовано регуляторів  найефективнішим  технології  росту  способом  рослин.  підвищення  урожайності. Перше обприскування зернових найкраще проводити у фазу кінець кущення – початок виходу у трубку. Кукурудзу, соняшник, буряки (цукрові, кормові, столові), томати, огірки, капусту, баклажани обприскуємо у фазу 5 – листочків, зернобобові і сою – перед бутонізацією. Картоплю – водночас з  197  \fобробленням посівів проти колорадського жука, до пестицидів додаємо необхідну кількість стимулятора (регулятора) росту. Застосування стимуляторів (регуляторів) росту рослин у землеробстві та рослинництві дає результати, яких неможливо досягти іншими методами. Згідно із сучасним уявленням під регуляторами (стимуляторами) росту рослин розуміють природні та синтетичні органічні речовини, яким властива значна біологічна активність і які у малих дозах зміцнюють фізіологічні і біохімічні процеси, ріст, розвиток і формування урожаю сільськогосподарських рослин, не спричиняючи токсичної дії. При внесенні зовні в рослину, вони включаються в обмін речовин і активізують фізико-біохімічні процеси, підвищуючи рівень життєдіяльності рослин. Регулятори росту (їх називають активізаторами чи стимуляторами росту, гормонами ростових процесів чи фітогормонами) – це сполуки, що у дуже маленьких кількостях впливають на ріст і розвиток рослин. Фітогормони відіграють важливу роль у регулюванні обміну речовин у рослині. Вони являють собою одну з систем, за допомогою яких рослина здатна тонко сприймати різні зовнішні зміни і зміни середовища та реагувати на них. Змінюючи умови внутрішнього живого середовища, фітогормони керують перебігом біохімічних перетворень і за допомогою цього впливають на морфогенез. Практичне значення гормонів як регуляторів процесів росту і розвитку рослин визначається багатьма обставинами. Впливаючи на процеси росту і розвитку, вони можуть значно прискорити та підвищити урожай більшості сільськогосподарських культур, регулюють активність метаболізму в насінні, бульбах, коренях та інших частинах рослин, активізують чи пригнічують процеси витрати енергетичних засобів у період зберігання, регулюють нагромадження і витрату енергозапасів, впливають на перезимівлю рослин, підвищують стійкість їх до посухи, подавляють активність деяких ферментних систем, блокують розвиток фітопатологічних організмів у рослинних клітинах. Усе це в кінцевому підсумку впливає на якість і кількість урожаю.  198  \fПереваги застосування стимуляторів (регуляторів) росту рослин 1.  Ефективність і економічність:    технології застосування не потребують додаткових затрат, доцільно  використовувати стимулятори в бакових сумішах з пестицидами і елементами живлення; засоби захисту можна зменшити на 20-30 % від норми;   при обробленні насіння перед сівбою коренева система розвивається  краще, вузол кущення, особливо в озимих зернових, на 1,0 – 1,5 см розміщується глибше, що значно покращує можливість зимівлі озимих;   гарантовано підвищується урожайність.  2. Вплив на якість продукції:   під впливом стимуляторів (регуляторів) росту підвищується якість  продукції, зростає вміст білку, клейковини, крохмалю, цукру в продукції;   знижується потрапляння в продукцію рослинництва іонів важких  металів і радіонуклідів впливом стимуляторів росту;   зниження вмісту залишкової кількості пестицидів;    можливість використання стимуляторів росту при вирощуванні  продукції рослинництва для дитячого харчування;   можливість використання остатку рослин, кущів, плодових дерев на  забрудненій території, в т.ч. і на присадибних ділянках. 3. Зменшення ризику втрати урожаю:   поліпшення якісних показників насіння при обробленні їх захисно-  стимулюючими композиціями;   зменшення захворюваності рослин і підвищення їх стійкості до  стресів за завдяки активації «генів стійкості»;   підвищення зимостійкості рослин в результаті нагромадження  великої кількості цукрі і глибшого залягання вузла кущення озимих культур;   підвищення стійкості рослин до теплового шоку;    Зменшення полягання зернових колосових завдяки потовщенню  стінки і зниженню норм висіву насіння. 4.  Вплив на екологію зовнішнього середовища: 199  \f  активізація  мікрофлори  грунту  (азотфіксуючих,  фосфатмобілізуючих бактерій, симбіотичних грибів і т.д.);   зниження пестицидного навантаження на грунт в результаті  зменшення норм застосування пестицидів і зниження остаточної їх кількості в грунті;   позитивно впливають на збільшення листової поверхні і вмісту в  листі хлорофілу, підвищується утилізація СО2.  200  \fРОЗДІЛ 6 ОХОРОНА РОДЮЧОСТІ ГРУНТІВ І ШЛЯХИ РОЗВИТКУ БУРЯКІВНИЦТВА 6.1 Охорона родючості грунтів Важливою властивістю є їх родючість. Завдяки їй грунти є основним засобом виробництва в сільському та лісовому господарствах, головним джерелом сільськогосподарських продуктів та інших рослинних ресурсів, основою забезпечення добробуту населення, Тому охорона грунтів, раціональне використання, збереження та підвищення їх родючості – неодмінна умова дальшого економічного прогресу суспільства. Природна родючість землі зумовлена комплексом біологічних, хімічних і фізичних процесів і залежить, крім кліматичних і інших факторів, від вмісту в орному шарі грунту необхідних для рослин поживних речовин, а економічна родючість від форми, в якій містяться ці поживні речовини, Економічна родючість складається за рахунок природних якостей грунту, які існують незалежно від дії на неї в процесі праці. Значну роль у підвищенні економічної родючості грунту відіграють самі рослини, оскільки в силу біологічних особливостей різні культури неоднаково застосовують поживні речовини. Охорона земель стає нині актуальною в звʼязку із зростаючим приростом населення Землі та продовольчою проблемою, яка для багатьох країн і, насамперед для країн Азії, Африки та Південної Америки, що економічно розвиваються, є досить гострою. Світові продовольчі ресурси складаються з рослинних продуктів, продуктів тваринництва і біологічних запасів морів. Збільшення продуктів перших двох груп можливе лише при раціональному землекористуванні. За агрокультурний період втрати земельних ресурсів внаслідок ерозії, засолення, будівництва міст і населених пунктів, доріг і промислових комплексів досягли в світі величезних розмірів – до 2 млрд. га, тобто вони набагато перевищують сучасну орну площу планети. Зараз щороку з обороту випадає 5-7  201  \fмлн.  га  різних  земельних  угідь.  Тому  охорона  грунтів  –  основна  народногосподарська проблема для всіх країн світу. Ґрунтознавці встановили, що при доброму рослинному покриві й за сприятливих кліматичних умов для утворення шару ґрунту завтовшки 2–3 см у різних кліматичних зонах потрібно від 200 до 700 років. На твердих материнських породах процес ґрунтоутворення відбувається повільніше, ніж на таких, що швидко вивітрюються. На процес ґрунтоутворення значною мірою впливає господарська діяльність людини. Цей вплив може бути як безпосередній – спосіб обробітку грунту, меліоративні заходи, збирання лісової підстилки тощо, так і побічний, наприклад вирубування лісів на крутосхилах, що веде до ерозії, безсистемне випасання худоби, вогнева система землеробства тощо. Господарська діяльність людини має спрямовуватися на раціональне використання земель, підтримання й збільшення їхньої продуктивності. При всіх способах землекористування найбільшої шкоди сільському господарству завдає ерозія ґрунтів. Неправильне землекористування посилює дію еродуючи факторів. Ерозія ґрунтів відбувається на всіх континентах світу. Залежно від характеру й тривалості процесів руйнування верхніх шарів грунту та материнської породи розрізняють геологічну ерозію і ерозію прискорену. Остання часто посилюється в зв’язку з господарською діяльністю людини. Геологічна ерозія – це природний процес, який відбувається протягом геологічних епох і завдяки якому сформувався сучасний характер земної поверхні. Головні фактори, що зумовлюють геологічну ерозію – опади, вітер, крутизна схилу, температурні коливання, фізичні властивості порід, часткове підняття земної кори і землетруси. В наших широтах ця ерозія не є небезпечною для сільського чи лісового господарства, бо швидкість процесу руйнування ґрунту дорівнює швидкості процесу ґрунтоутворення. Більш небезпечний цей вид ерозії в пустинях, де відсутній рослинний покрив, і ніщо не може перешкодити вітру, який зносить верхні шари грунту. 202  \fШкоди народному господарству завдає водна та вітрова ерозія. Водна ерозія буває внаслідок змивання й вимивання частин грунту опадами, талими та проточними водами. Вона залежить від кількості й інтенсивності опадів, рельєфу, властивостей грунту, рослинного покриву. Небезпека водної ерозії полягає не лише в зниженні родючості орного горизонту, а й замулюванні річок, ставків, водойм, заплавних земель. Цей вид ерозії поширений на схилах, переважно розораних, і найбільш небезпечний у гірських ландшафтах, в яких знищений лісовий покрив. Дуже небезпечна яружна ерозія. Ліквідувати її можна лише залісненням та будівництвом спеціальних гідротехнічних споруд. Значних успіхів у боротьбі з яружною ерозією досягла Ржищівська гідролісомеліоративна станція в Київській області,  яка  застосувала  лісомеліоративних  заходів:  комплекс захисні  агротехнічних,  гібротехнічних  лісонасадження,  і  спорудження  водорегулюючих і водозатримуючих валів, донних загат. Завдяки застосуванню науково обгрунтованої системи захисних заходів вдалося припинити дальше розмивання багатьох ярів і зберегти таким чином великі площі орних земель. При річковій ерозії внаслідок швидкої течії води зноситься грунт з дна річок і закріплених берегів. Щоб запобігти цьому, треба оберігати лісові насадження в прирусловій смузі, закріплювати береги за допомогою спеціальних гідротехнічних прийомів. Захисна роль лісів, особливо на гірських схилах, винятково важлива, її не можна замінити ніякими гідротехнічними спорудами. Отже, збереження грунту, рослинного покриву й вологи тісно зв’язані між собою. Рослинність переводить поверхневий стік вологи у внутрішньогрунтовий і тим самим сприяє кращому збереженню й використанню вологи, нормалізує гідролітичний режим водних артерій, перешкоджає виникненню ерозійних процесів. У районах з малопорушеним рослинним покривом руйнівна дія водної ерозії незначна. Вітрова ерозія поширена там, де немає перешкод сильним вітрам, і де відсутній природний рослинний покрив, що захищає поверхневі шари грунту, 203  \fрозораного на великих площах. Локальна вітрова ерозія спостерігається і на безструктурних піщаних грунтах. Особливо небезпечні піски біля озер та на узбережжях морів, де часто дмуть сильні вітри. Причиною вітрової ерозії, крім несприятливих кліматичних умов, є руйнування зернистої структури грунту внаслідок неправильного обробітку та відсутності надійного його захисту. Надмірне випасання худоби в посушливих степах, яке призводить до знищення дернини, теж може спричинити вітрову ерозію. Залежно від швидкості вітер видуває різної величини дрібнозем (іноді діаметром до 1 мм) і переносить його на значну відстань. При інтенсивній відровій ерозії виникають так звані чорні бурі, під час яких у повітря піднімаються мільйони тонн грунту. Чорні бурі катастрофічно знижують родючість грунту не тільки в тих місцях, де вони виникають, а й завдають шкоди сільському господарству в тих районах, де відкладаються пилові маси. На Україні найбільш небезпечні щодо виникнення вітрової ерозії степові та деякі лісостепові райони. Причини цих ерозійних процесів не лише в несприятливих погодних умовах, а й у знищенні в минулому грунтозакріплюючої рослинності, руйнуванні структури грунтів, зменшенні загальної лісистості. Крім водної та вітрової ерозії, іноді на схилах різної крутості спостерігається спливна ерозія. Грунтовий покрив перенасичений грунтовими або талими водами, може поступово або й раптово спливати, внаслідок чого зносяться його родючі шари. Пізніше це може призвести до яружної ерозії. Останнім часом у деяких районах зрошування спостерігається іригаційна ерозія від зрошування грунту напуском води й, зокрема, від його дощування. Неправильне зрошування може призвести до засолювання грунтів. Грунтові води піднімаються до поверхні. Після випаровування води розчинні води, що містяться в ній, залишаються в приповерхневих шарах, що зумовлює їх засолення. Щоб запобігти цим явищам, треба проводити хімічний аналіз вод і відповідно визначати спосіб зрошування. 204  \fЗавдання охорони грунтів полягають у втіленні в життя науково обгрунтованої  системи  організаційно-господарських,  агротехнічних  лісомеліоративних та гідротехнічних заходів, спрямованих на раціональне використання земельних ресурсів, збереження й підвищення родючості грунтів, відтворення їхньої продуктивності з метою найкращого використання всіх біологічних можливостей наземних екосистем. Ефективність цих заходів залежить від глибини якісних змін у грунтовому покриві, викликаних стихійним або антропічним впливом, а також від фізико-географічних і насамперед грунтово-кліматичних умов. Земля має властивість підвищувати свою економічну родючість у результаті удобрення і інших засобів, це дає можливість одержати високий урожай. Природна родючість землі обумовлена комплексом біологічних, хімічних і фізичних процесів і залежить крім кліматичних і інших факторів від вмісту в орному шарі грунту необхідних для рослин поживних речовин, а економічна родючість від форми, в якій містяться ці поживні речовини. Велику роль у підвищенні економічної родючості грунту відіграють самі рослини, так як в силу біологічних особливостей різні культури неоднаково використовують поживні речовини. Якщо не будуть вноситись у грунт поживні речовини, то родючість грунту буде падати, урожайність знижуватись. Поповнення і підвищення родючості грунту є ефективним фактором сільськогосподарського виробництва. Тому основою розширеного виробництва в землеробстві є збереження та підвищення виробничої сили землі перш за все за рахунок удобрення, що дає рослинам не тільки елементи живлення, але й допомагає краще засвоювати рослинами поживні речовини, що знаходяться в самому грунті. Ріст виробництва продукції землеробства вимагає повернення у грунт поживних речовин з добривами. Якщо поживні речовини не будуть вноситись у грунт, то родючість грунту буде падати, урожайність знижуватись.  205  \fПоновлення і підвищення родючості грунту є ефективним заходом сільськогосподарського виробництва. Тому основою розширеного виробництва в землеробстві є збереження і підвищення виробничої сили землі, перш за все за рахунок внесення добрив, що не тільки дають рослинам елементи живлення, але й допомагають краще засвоювати рослинами поживні речовини, що знаходяться в самому грунті. 6.2. Шляхи розвитку буряківництва України Наші дослідження з удосконалення технології вирощування буряка цукрового були спрямовані на максимальне збільшення продуктивності посівів буряка за рахунок застосування нових вітчизняних добрив і регуляторів росту рослин, підвищення родючості ґрунту . Екстенсивне землекористування та неконтрольоване сільськогосподарське навантаження на ґрунтовий покрив призвели до деградації земельних ресурсів та втрати ними відновлювальної здатності. Екологічна обґрунтованість землекористування зумовлена вивченням взаємодії чинників: абіотичної (кліматичні показники та ін.), біотичного та антропогенного ( рівень застосування агротехніки, управління та контролю стану земельних ресурсів та ін.). Оптимізація землекористування вирішується переважно знехтуванням екологічних  проблем.  І  за  даними  Дніпропетровській, Миколаївській,  Інституту  Херсонській  охорони  грунтів  у  областях понад 80%  сільськогосподарських угідь є дефіляційно небезпечними, в Кіровоградській, Одеській та Чернігівській областях більше 40% - змитими, у Вінницькій, Закарпатській, Івано-Франківській, Тернопільській, Чернівецькій, Київській, Полтавській понад 50% - кислими. У всіх областях землі під ріллею мають деформовану структуру ґрунтів. Щорічний приріст еродованих земель становить 80-90 тис. га. Втрати ґрунту від ерозії протягом одного року перевищують 600 млн. т, у тому числі гумусу за різними оцінками від 20 до 30 млн. т, що еквівалентно 320-330 млн. т органічних добрив [144,145,161,162]. 206  \fВ Україні зростають темпи деградації ґрунтів – це зменшення запасів гумусу і поживних елементів, ерозія, підкислення, засолення, осолонцювання та інші процеси. Основні процеси деградації – дефіцит органічних і мінеральних добрив, незахищеність ґрунтів агролісомеорантними заходами, а головне – недостатня зацікавленість землекористувачів у збереженні та відтворенні ґрунтової родючості. За даними НААН площа деградованих і малюродючих ґрунтів становить понад 8 млн. га, а прямі щорічні витрати від основних видів деградації ґрунтів досягають у цілому в Україні близько 40 млрд. грн. В останні роки не планують виділення коштів з держбюджету на проведення робіт зі збереження і відтворення земель, забезпечення їхнього раціонального використання , що практично унеможливлює здійснення необхідних заходів. Законом України «Про охорону земель» передбачено розроблення Національної програми з охорони земель. Однак, такої програми в Україні до цього часу немає. Статтею 184 Земельного кодексу України та статтею 54 Закону України «Про охорону земель» визначено необхідність періодичного (кожні 20 років) здійснення суцільного дослідження грантового покриву країни. На превеликий жаль, за останні 35 років таких обстежень не робилося, хоча ґрунтовий покрив зазнав значних змін. Успішна  реалізація  біоадаптивної  технології  виробництва  буряка  і  буряків  цукрового можлива за умов: -  високої культури землеробства;  -  застосування  високопродуктивних  сортів  гібридів  цукрових; -  забезпечення агротехнологічних процесів матеріально-технічними  засобами для покращення родючості ґрунту, одержання високої продуктивності культури і якості продукції; -  високої  організації  управління  технологічними  технологічної дисципліни і зацікавленості в кінцевих результатах; -  високих фахових знань керівників і спеціалістів; 207  процесами,  \f-  достатнього фінансового, технічного, ресурсного і технологічного  забезпечення. Разом з тим слід мати на увазі цілий ряд факторів, які спричиняють значні втрати і впливають на зменшення продуктивності цукрового буряку. Кожна із причин суттєво впливає на продуктивність культури. Дослідження показали, що ліквідація негативних впливів цих причин, і застосування стимуляторів росту рослин надає можливість отримати в середньому врожайність в Україні 60-80 т\/га, а збір цукру довести до 9-11 т\/га. Значним резервом у підвищенні врожайності та збільшенні валових зборів коренеплодів, поліпшенні їх якості, є впровадження високоефективних технологій, і зокрема які об’єднають найновіші досягнення селекції, насінництва,  способи  сортової  агротехніки,  хімізацію  і  механізацію  вирощування буряка цукрового. Широке впровадження таких технологій багато в чому залежить від забезпеченості підприємств усіх форм власності матеріально-технічними ресурсами – мінеральними добривами, стимуляторами росту рослин, пестицидами та технічними засобами. В останні роки проведено значний обсяг досліджень із застосування високопродуктивних вітчизняних стимуляторів росту рослин, гібридів, удосконалення технологічних операцій системи обробітку ґрунту, сортової агротехніки, інтегрованих способів боротьби з шкідниками , використання нової широкозахватної техніки. Слід проводити аналіз всіх факторів, що впливають на урожай. Доцільно переглянути структуру посівних площ довести її до 700 тис. га буряка цукрового. З метою підвищення ефективності бурякового виробництва основні площі буряків цукрових мають бути сконцентровані в радіусі 35 км від цукрових заводів. В умовах ринкової економіки є обов’язковим перехід до оптимальних технологічних схем виробництва, які дають можливість досягти високих врожаїв отримати максимальний прибуток від реалізації створеної продукції. Весь технологічний процес від основного обробітку ґрунту до збирання продукції повинен бути єдиним, кожна технологічна операція у ньому тісно пов’язана з іншими і доповнювати одна одну. Порушення одного з 208  \fланцюгів технології призводить до зменшення продуктивності і від’ємних наслідків у економіці господарств всіх форм власності [83,84,143,145,161,162]. Нині в Україні необхідно застосовувати вітчизняні високопродуктивні гібриди,  які за продуктивності не поступаються закордонним і мають ряд  переваг щодо стійкості до природно-кліматичних умов і хвороб. До того ж вітчизняні гібриди майже у півтора-два рази дешевші у порівнянні з імпортними. Виробництво сільськогосподарської продукції  потребує переоснащення  матеріально-технічної бази всіх форм власності новою технікою Сьогоднішній стан машино-технологічного парку у сільському господарстві України не забезпечує інноваційного розвитку галузі. Більше 80% тракторів і комбайнів використовується 10 – 15 і більше років. Зменшення кількості  тракторів,  збиральних комбайнів та інших машин призвело до зменшення  сумарних  енергетичних потужностей у сільському господарстві та енергозабезпеченості .[83,84,144,145,161,162]. Основними причинами, що гальмують оновлення машино-тракторного парку сільгоспвиробників є: відсутність обігових коштів для придбання нової техніки (джерелом фінансування раніше були кошти ПДВ, частина яких залишалася в підприємствах, тепер немає); відсутність дешевих кредитів (сьогодні банки дають кошти під 25-30%); неефективність системи фінансового лізингу;  відсутність  необхідного  державного  протекціонізму  техніці  вітчизняного виробництва; жорстка конкуренція іноземних фірм-виробників сільськогосподарської техніки на українському ринку. Обсяги придбання імпортної техніки перевищили 80% в структурі ринку. Виходом з цієї проблеми є преференції вітчизняній техніці на внутрішньому ринку України та освоєння виробництва техніки за параметрами, узгодженими з технологіями та обсягами робіт. В останні роки бурякоцукрове виробництво значно поліпшило свої основні показники – урожайність коренеплодів, їх цукристість і збір цукру при загальному  спаді  обсягів  виробництва  (83,84,144,145,161,162.) 209  цукросировини  і  цукру.  \fНайбільший недолік, що впливає на виробництво, деформує внутрішній і зовнішній ринок цукру – це нестабільність і щорічне коливання розмірів посівних площ, а звідти і валових зборів буряків і цукру. Великим недоліком є те, що Україна не має стабільних зовнішніх ринків цукру. Аналізуючи стан виробництва буряку цукрового, слід зазначати, що за період 1991–2016 рр. площі під буряками цукровими зменшилися з 1498,2 тис. га у 1991–1995 рр. до 287,9 тис. га у 2016 р. В той же час врожайність коренеплодів послідовно зростала з 2006 р. (28,5 т\/га) і найбільше в 2016 р. (48,2 т\/га) при цукристості 17,65% і виході цукру на заводі 14,65% [144,145]. В структурі собівартості на фоні постійного подорожчання мінеральних добрив, засобів захисту рослин (30-40%), пального (20-30%) та інших матеріалів, знижена зацікавленість виробників у вирощуванні цукрового буряку витратними культурами – відпрацьовані  менш  соняшником, соєю, кукурудзою і ріпаком. Не  чіткі взаємовідносини виробників цукросировини і цукрових  заводів існують давальницькі схеми та інші відхилення від еквівалентних взаєморозрахунків. Цукрові заводи демонтуються, консервуються, ліквідуються на металобрухт, внаслідок чого порушується баланс між можливостями сировинних зон і переробними потужностями. Шляхом вирішення цих проблем є перехід від державного регулювання ринку цукру до саморегулювання на базі галузевих структур. Підвищення якості продукції бурякоцукрового виробництва (цукросировини, цукру, насіння буряків  цукрових)  можна  вирішити  шляхом  впровадження  передових  біоадаптивних технологій [144,145]. Інститутом біоенергетичних культур і цукрових буряків розроблена біоадаптивна технологія виробництва цукрового буряку. Ця технологія на основі нових вітчизняних високопродуктивних гібридів, застосування інтегрованих методів  боротьби  з  бур’янами,  шкідниками  і  хворобами,  мінімізації  технологічних операцій та за високоефективного використання технічних засобів формує продуктивність культури з мінімальними витратами. За рахунок застосування нових науков обгрунтованих технологічних рішень, більш 210  \fдосконалих  форм  препаратів,  максимального  використання  захисних  можливостей біопрепаратів значно зменшкється хімічне навантаження на довкілля [1,3,84,144,145,161,162]. Застосування вітчизняних стимуляторів росту рослин значно підвищує урожайність коренів цукорвого буряка та вміст цукру в коренях і тим самим значно збільшує виробництво цукру і здешевшує його витрати.  211  \fВИСНОВКИ У даній роботі науково доведено і практично розв’язано актуальну проблему агроекологічного обґрунтування застосування добрив і регуляторів росту  рослин  вітчизняного  виробництва  за  вирощування  пшениці,  кукурудзи та сої. Доведено, що застосування нових вітчизняних органо-мінеральних, мікробіологічних добрив та регуляторів росту рослин відповідає екологічним вимогам і охороні навколишнього природного середовища, енергозберігаючим агротехнологіям, а також сприяє створенню належних умов для росту і розвитку сільськогосподарських  культур.  Багаторічними  агроекологічними  дослідженнями доведено доцільність та безпечність широкого застосування нових  добрив  і  регуляторів  росту  рослин  при  вирощуванні  сільськогосподарських культур, що не забруднюють навколишнє природне середовище, отримана при цьому продукція безпечна для споживання та здоров‘я людини і тварини. Уперше науково обґрунтовано і практично доведено, що застосування досліджуваних нових добрив (тукосуміш, Амофос-34), Гумісол, ОМД (Віталіст, Оазис, Добродій), РРР (Ендофіт, Екостим, Неофіт, Вегестим, Ноостим, Агростим),  підвищує  урожайність  і  покращує  якість  продукції  сільськогосподарських культур, не знижує родючості грунтів. Вміст рухомих форм азоту, фосфору і калію у грунті  не зменшується при підвищенні  урожайності а навіть дещо збільшується. Практично доведено екологічну та економічну доцільність застосування нових добрив і РРР. Застосування стимуляторів та регуляторів росту рослин у землеробстві та рослинництві дає результати, яких неможливо досягти іншими методами. За час спостереження 20  р. підвищення температури на планеті склала 0,85 Сº, в Україні потепління відбуваеться дещо швидше. На прикінці 2017 р. середньорічна температура підвищилася на 1,1 Сº. В усіх областях України вдвічі збільшилася кількість днів із високими денними температурами повітря (вище 30 Сº). 2   \fВ Україні вже сьогодні збільшилась тривалість активної вегетації в середньому на 10 днів. До 2030 р. ймовірне продовження періоду росту і розвитку теплолюбних культур ще на 10 днів. Зони Полісся та Лісостепу теплішають швидше, ніж степові регіони. Кліматичні умови південного степу матимуть сучасні риси сухих субтропіків. Температура взимку виросла на 1,5-2 Сº. В більш сприятливі для культури роки (наприклад 2006 в порівнянні з 2005 р.) всі препарати, які ми вивчали, давали вищий приріст урожаю. Доведено, що застосування нових вітчизняних добрив і РРР не має негативного впливу на безпеку навколишнього природного середовища, зберігає родючість грунту, активізує мікробіологічну діяльність грунту, підвищує урожайність і покращує якість продукції. Розроблені авторами рекомендації є науково-методичною основою для реалізації завдань визначених Постановою Кабінету Міністрів України від 22 жовтня 2014 р., № 1024, про «Концепцію боротьби з деградацією земель та опустелюванням». Встановлено, що при застосуванні Гумісолу  збільшувалась вага  коренеплоду буряка цукрового, а вміст цукру і сухих речовин не зменшувався. Позакореневе  підживлення  посівів  буряка  цукрового  Гумісолом  підвищило урожай коренеплодів на 7,5 т\/га, Гумісолом-екстра на 7,3-8,8 т\/га ( ,0-14,5%) і Гумісолом-супер на 7,3-9,6 т\/га. Оптимальними дозами Гумісолуекстра були 6 л\/га, а гумісолу-супер – 3 л\/га. При обприскуванні посівів буряка цукрового Гумісолом і Гумісолом-екстра вміст цукру зростав на 2,0% і Гумісолом-супер до 1,75%. Зростав вихід цукру з гектара. Внесення  Екогумінату  підвищувало  урожай  коренеплодів  буряка  цукрового відносно контролю відповідно на 4,9 т\/га, 1,21 т\/га, 16,1 т\/га. До певного рівня Екогумінат підвищував вміст цукру в коренях, але це стосується лише доз 2,5, 5,0 т\/га. При дозі 10,0 т\/га вміст цукру в коренях знижувався відносно варіанту 3 (5,0 т\/га) на 0,40%. Доведено, що позакореневе підживлення посівів буряка цукрового органомінеральним добривом Віталист збільшувало урожай коренеплодів залежно від дози на 3,8–8,8 т\/га (7,2–16,7%), вміст цукру на 0,2% і вихід цукру на 0,82–1,52 213  \fт\/га (9,5–17,9%) в порівнянні з контролем. При застосуванні органо-мінеральних добрив Оазис урожай коренеплодів зростав на 2,0-6,6 т\/га, вміст цукру на 0,30,7% та вихід цукру на 0,77-0,98 т\/га і 9,1-11,5%. Обприскування посівів Ендофітом збільшила урожай коренеплодів на 6,0 т\/га (9,2%), маса одного коренеплоду в середньому становила 540 г. Неофіт в дозі 10 мл\/га приріст урожаю становив 4,2-4,8 т\/га до контролю . Вміст цукру був вищий контрллю на 0,14%. Оптимальною дозою стимулятора росту Неофіт на посівах буряка цукрового була 40 мл\/га., від застосування її урожай коренеплодів зростав на 6,7 т\/га, вміст цукру на 0,17% і вихід цукру на 1,45 т\/га., а застосування стимулятора росту рослин Емістим С в цих дослідженнях при дозі 10 мл\/га збільшувало урожай на 3,9 т\/га, вміст цукру га 1,18%, маса одного коренеплоду становила 541 г. При дозі препарату 15 мл\/га приріст урожаю становив 8,2 т\/га. Найвищий урожай і приріст урожаю отримано від застосування стимулятору росту Екостим. урожай коренів цукрових буряків на контролі становив 67 т\/га, при обприскуванні Екостимом приріст урожаю зріс на 8-10 т\/га, площа посіву 100 га. Препарат Екостим може бути використаний на різних сільськогосподарських культурах як індивідуально, так і в суміші з пестицидами та при підживленні культур в активні фази розвитку, що передбачено технологією їх вирощування при нормах 50 мл\/га. Це найдешевший екологічно найвигідніший спосіб підвищення урожаю. Усі нами вивчені препарати здатні підвищувати урожай та якість вирощуваної продукції, стимулювати швидке наростання потужної кореневої системи та листової поверхні, підвищувати стійкість рослин до хвороби, низьких та високих температур; поліпшувати посівні кондиції насіння, в бакових сумішах із засобами захисту підвищувати їх ефективність на 10-15%, знімати фітотоксичну дію пестицидів та зберігають їх сортову типовість, знижувати вміст нітратів, іонів важких металів і радіонуклідів, поліпшують стан грунтів. Крім того, застосування вказаних стимуляторів вписуються в сучасні технології не вимагають додаткових затрат.  214  \fЗастосування стимуляторів та регуляторів росту рослин у землеробстві та рослинництві дає результати, яких неможливо досягти іншими методами. Позакореневе  підживлення  є  найефективнішим  способом  підвищення  урожайності. Перше обприскування зернових найкраще проводити у фазу кінець кущення – початок виходу у трубку. Кукурудзу, соняшник, буряки (цукрові, кормові, столові), томати, огірки, капусту, баклажани обприскуємо у фазу 5-7 – листочків, зернобобові і сою – перед бутонізацією. Картоплю – водночас з обробленням посівів проти колорадського жука, до пестицидів додаємо необхідну кількість стимулятора (регулятора) росту. Підтверджено економічну ефективність від застосування вітчизняних добрив і стимуляторів росту рослин на посівах сільськогосподарських культурах які ми вивчали. Всі роки проведення досліджень давали більший прибуток пропашні культури ніж зернові. При використанні стимуляторів росту рослин Екостим давав вищий прибуток на посівах буряка цукрового.  215  \fРЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ Регулятори росту застосовують у вигляді водних робочих розчинів, які готують у день їх застосування. Дози їх внесення на 1 т насіння або на 1 га посівів дуже малі , тому важливо, щоб вони були рівномірно розподілені в робочому розчині машини для обробки насіння або місткості для обприскування посівів. Для рівномірного розподілу препарату пропонуємо виготовити спочатку маточний розчин, де необхідну кількість препарату 1 л переливаємо у відро, на половину наповнене водою, старанно перемішуємо і доводимо до 10 л. У місткість обприскувача наполовину наповнюємо водою, вливаємо необхідну кількість маточного розчину препарату разом з пестицидами змішуючи доливаємо необхідну кількість води, весь час перемішуючи. Спільне використання  стимуляторів  (регуляторів)  росту  з  пестицидами  при  передпосівному обробленні насіння і при обприскуванні посівів підсилює ефективність протруйників, фунгіцидів, інсектицидів і гербіцидів. Оброблення насіння буряка цукрового, зернових колосових культур, кукурудзи, соняшника, низки інших культур вимагає спеціального устаткування і проводиться відповідно до технології для кожної культури, засобів безпеки згідно із санітарними нормами і правилами. При обробленні насіння колосових зернових культур використовуємо 10 л захисно-стимулюючої композиції на 1 т насіння. Але якісніша обробка – при використанні 15 л розчину, що зменшує розвиток хвороб і підвищує економічну ефективність (приріст врожаю, поліпшення якості продукції, зниження норм витрат протруйника на 1 т насіння); у фермерських господарствах оброблення невеликої партії насіння можна проводити на брезенті покритому поліетиленовою плівкою. В процесі оброблення необхідно ретельно перемішувати насіння для рівномірного розподілу захисно-стимулюючих речовин по його поверхні. За даними досліджень, значний вплив на ефективність регуляторів росту мають  терміни  обприскування  посівів  упродовж  дня.  Доведено,  що  найефективнішими є ранкові години до 10-ї і вечірні – після 17-ї години. Не 216  \fдопускається обробка рослин наземною апаратурою при швидкості вітру понад 4 м\/с. Об’єкт води для польових культур 200–300 л\/га. Слід добиватись дрібно краплинного розбрискування рідини. Для обприскування посівів основних польових культур у період вегетації використовують штангові обприскувачі. Відпрацьовано  технології  ультрамалооб’ємного  авіаційного  внесення  регуляторів росту рослин. Позакореневе підживлення є найефективнішим способом підвищення урожайності. Перше обприскування зернових найкраще проводити у фазу кінець кущення – початок виходу у трубку. Кукурудзу, соняшник, буряки (цукрові, кормові, столові), томати, огірки, капусту, баклажани обприскуємо у фазу 5- – листочків, зернобобові і сою – перед бутонізацією. Картоплю – водночас з обробленням посівів проти колорадського жука, до пестицидів додаємо необхідну кількість стимулятора (регулятора) росту.  217  \fСПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1.  Агробіорізноманіття України: теорія, методологія, індикатори,  прилади\/ за ред. О.О.Созінова. Кн.1 ЗАТ «Нічвала». 2005. 384 с. 2.  Агрокліматичний довідник агронома. Зар ед. Т.К. Богатиря. Київ:  Урожай. 1964. 159 с. 3.  Агроэкологическая  сельскохозяйственных  оценка  культур.  Под  земель ред.  Украины  и  размещение  В.В.Медведева.  Аграрная  наука. 1997. 162 с. 4.  Агробиологические особенности возделывания сои в Украине.  Ф.Ф.Адамень, В.А Вергунов, Н.П. Лазер, И.Н. Вергунова. Київ: Аграрна наука.  5.  Агрохимия. Под ред. Б.Я.Ягодина. Москва: ВО Агропромиздат. 1989.  6.  Ананьева Н.Д. Микробиологические аспекты самоочищения почв.  656 с. Москва: Наука. 2003. 223 с. 7.  мікробних  Андреюк Е.И., Іутинська Г.О., Антипчук А.Ф. та ін. Функціонування ценозів  в  умовах  антропогенного  навантажання.  Київ:  Обереги. 2001. 240 с. 8.  Анішин Л.А., Пономаренко С.П., Сторчак М.М., Черемха Б.М.  Практичне застосування регуляторів росту у рослинництві під ред..Кухаря В.П., Київ: ВВП «Компас». 1998. 368 с. 9.  Бабич A.A. Соя - культура XXI века. Вестник сельскохозяйственной  науки. №7. 1991. с. 27-37 10.  Бабич А.О. Проблема білка: сучасний стан, перспективи виробництва  використання сої. Корми і кормовиробництво. 1992. Вип. 33. С.3-13. 11.  Бадьорна Л.Ю., Бадьорний П.П., Стасів О. В. Технологія в галузі  рослинництва. Київ: Аграрна освіта. 2009. 662с.  .  Байрак Н. Гумісол - елемент біоорганічного землеробства.  Пропозиція. 2006. №4. С.64.  218  \f13.  Бакай І.Д., Василенко М.Г. Вплив агротехнологій на розвиток хвороб,  якість зерна посівів ярої пшениці сорту Колективна 3 в Північному Лісостепу України. Міжвідомчий тематичний збірник «Захист і карантин рослин». Київ: 2010. № 56. С. 34 – 44. 14.  Бакай І.Д, Василенко М.Г. Вплив окремих елементів технології на  урожай та шкодочинність фузаріозної кореневої гнилі озимої пшениці в зоні Північного Лісостепу України. Міжвідомчий тематичний науковий збірник «Захист і карантин рослин». Випуск №54. Київ: 2008. С. 34-43. 15.  Балюк С.А., Кучер А.В., Максименко Н.В. Грунтові ресурси України:  стан, проблеми і стратегія сталого управління. Український географічний журнал. 2021(2). С.3–11. 16.  Барабаш М, Круковська Г. Чим і як можна відродити родючість  наших грунтів. Пропозиція. 2001. №5. С. 47-49. 17.  Безлея  Н.В.  Агроекологические  аспекты  использования  биологически активных веществ и биопрепаратов в посевах сахарной свеклы. Автореферат докторской дисертации с-г.наук»замань» НИИС. 2008. 217с. 18.  Билявский Ю.А. Агроэкологическая ефективность удобрений и  способов основной обработки серых оподзоленных почв в условиях Полесья. Київ. 2002. 149 с. 19.  Білявський Г. О. Основи загальної екології. Київ: Либідь. 1995. 255 с.  20.  Борисюк  технологіях  П.Г. Застосування біостимуляторів нового покоління  вирощування  цукрових  буряків.  Івано-Франківськ:  Місто  НВ. 2009.   с. 21.  Бублик Л.І. Діденко С.Г., Чергіна О.Д. Вплив різнополярних  гербіцидів на численність грунтових мікроорганізмів в ризосфері сої. Наук.вісник НУБІБ України. Київ. 20 . №178, С.137-141. 22.  Буряківництво. Проблеми інтенсифікації та ресурсозберігання. Під  заг.редакцією Зубенка В.Ф. Київ: НВП ТОВ «Альфа-стебл ЛТД». 2007. 486с. 23.  Вавилов П.П. Растениеводство. Москва. Агропромиздат. 1986. 592с.  219  \f24.  Вагенберт  Д.П.  Действие  и  возможности  использования  регуляторов роста в растениеводстве. Области применения. Часть ІІ. Берлин: Агроинформ, 1981. С.148. 25.  Василенко М.Г. Вплив Гумісолу на врожай і якість пшениці.  Агроекологія і біотехнологія. Вип.4.Київ: Нора-принт. 2000. С.117- 2. 26.  Василенко М.Г. Гумісол і екологічно чиста продукція. Вісник  державної агроекологічної академії України. Житомир. 2000. С.14-15. 27.  Василенко М.Г., Ярмолюк Г.І., Плішко А.А., Дорошенко Н.Я., Григорєв  В.Л., Безручко О.В. Ефективність застосування мінеральних добрив під основні с.-г.  культури  у  виробничих  умовах  Української  РСР.  Вісник  сільськогосподарської науки. Київ: 1981. №10. С. 65-68. 28.  Василенко М.Г., Худяков О.І.  Ефективність органо-мінерального  добрива “Віталист” на посівах кукурудзи. Міжвід. тем. збір. «Корми і кормовиробництво». В.-№2. Вінниця. 2008р. С. 99-103. 29.  Василенко М.Г., Худяков О.І. Біолого-екологічна оцінка органо-  мінеральних добрив “Віталист” та “Оазис” на посівах сої. Зб.: Наук.праць Уманського аграрного університету «Основи формування продуктивності сільськогосподарських культур за інтенсивних технологій вирощування». Київ. Умань. 2008р. 1997. С.92-94 30.  О.І.  Василенко М.Г., Андрійченко Г.В., Бойко Л.В., Зосімов В.Д., Худяков  Моніторинг  застосування  “Ендофіту”  при  вирощувані  картоплі.  Агроекологічний журнал. КИЇВ: №4. 2008р. С. 48-53 31.  Василенко М.Г., Худяков О.І. Ефективність органо-мінеральних  добрив “Оазис” на посівах сої. Збірник наукових праць ННЦ «Інституту землеробства УААН» спецвипуск. КИЇВ: 2009 р. С. 140-148. 32.  Василенко М.Г. Біологічні добрива і якість продукції. Науковий вісник  Національного інституту біоресурсів і природокористування. №154. ч. 1. Київ, 2010 р. С. 67 – 72. 33.  Василенко М.Г. Біологічний препарат Екостим в органічному  землеробстві  України.  Збірник  «Перспективи 220  екологізації  аграрного  \fвиробництва України». За ред. Ю.О. Лупенка і О.В. Ходаківської. Київ.  a  34.  V  35.  Mykhaylo Vasylenko, Maryana Droga. New Growth Regulator Ecostym in  36.  Василенко М.Г., Стадник А.П. «Органо-мінеральні добрива і  s A ry  al регулятори росту рослин в агроекосистемах»: монографія. Київ.2018. 214 с. be  37.  Вернадский  В.И.  Живое  вещество  и  биосфера.  Москва.  ln Наука. 1994. 672 с. ek  38.  Векірчик К., Конончук О. Вплив регулятора росту Емістиму С на  o деякі фізіологічні процеси, ріст, розвиток і продуктивність сої культурної в M F умовах Тернопільської області. Тези доповідей ІІ Міжнародної конференції. oG Львів: СПОЛОМ. 2004. С.137-138. rA  39.  Вергунов І.М. Основи математичного моделювання для аналізу та  g m прогнозування агрономічних процесів.Київ: Нора-Прінт. 2000. 146с. ir  40.  Василенко М.Г. Стаднік А.П. «Агроекологічне обгрунтування і  no застосування нових вітчизняних добрив і стимуляторів росту рослин в ge агроекосистемах». Вінниця, ТОВ «Твори». 2019 р. 240с. c  41.  Вильямс  В.Р.  Сочинения:  в  2  т.  Москва:  Сельхозгиздат.  o 1950. Т.2. 464 с. fl  42.  Власюк П.А. Биологические элементы в жизнедеятельности растений.  o Київ: Наукова думка, 1969. 516 с. g U  43.  Власюк П.А., Дарменко М.С., Кашлак Л.А. Предпосевное обогащение  ki семян сельскохозяйственных культур микроэлементами и ростактивирующими rc веществами. Москва: Наука, 1964. С.3–25. a  44.  Волкогон В.В. Мікробіологія у сучасному аграрному виробництві.  il Сільськогосподарська мікробіологія. Міжнар. тем. наук. зб. Чернігів: ЦНТЕІ. nC 2005. Вип.1-2. с.6–30. eo  45.  Волкогон В.В., Надкернична О.В, та ін. Мікробіологічні препарати у  .n землеробстві. Теорія і практика. Київ: Аграрна наука. 2006. 3  с. d i E  221  \fВолкогон В.В., Сальник В.П. Значення регуляторів росту у  46.  формуванні активних азотфіксувальних симбіозів та асоціації. Физиология и биохимия культурных растений. 2005. Т. 37. № 3. С. 187–197. Волощук  47.  В.М., Бойченко  С.Г., Степаненко  С.М.  Глобальне  потепління і клімат України: регіональні екологічні та соціально-економічні аспекти. Київ: Київський університет, 2002. 117 с. Гамбург К. 3., Кулаева О. Н., Муромцев Г. С. Регуляторы роста  48.  растений. Москва: Колос. 1979. 246 с. Гармаш С.М. Вплив біогумату на врожайність овочевих культур.  49.  Вісник  Дніпропетровського  державного  аграрного  університету.  Дніпропетровськ, 2009. № 1. С. 53 - 55. Герасименко С.М. Емістим С і Агростимулін - ефективні засоби  50.  передпосівної обробки насіння. Пропозиція. 2001. №8-9. С.60. Глущенко Л.Д., Проценко З.Г., Сокирко та ін. Вплив органо-  51.  мінеральних систем удобрення на поліпшення родючості грунту, продуктивності сільськогосподарських культур та агробіологічної обстановки в регіоні. 2007, №1. с.34-36. Грицаєнко  52.  З.М.,  Карпенко  В.П.  Мікробіологічна  активність  ризосфери ярого ячменю при сумісному застосуванні гербіциду класу сульфонілсечовин Гранстару з біостимулятором росту Емістимом С. Вісник УДАУ. 2005. №1-2. С.27-32. Грицаєнко З.М., Леонтюк І.Б. Вплив гербіцидів та біостимуляторів  53.  росту  на  анатомічну  будову  листків  озимої  пшениці.  Захист  рослин. 2000. №11. С. 1- . 54.  Грицаєнко З.М., Пономаренко С.П., Карпенко В.П., Леонтюк І.Б.  Біологічно активні речовини в рослинництві. ЗАТ «Нічлава», 2008. 345 с. 55.  Григорюк І.П. Реакція рослин на водний і температурний стреси та  способи її регуляції. Автореферат дис.. д-ра біол. наук. Київ, 1996. 40 с. 56.  Григорюк І.П., Жук О.І. Ріст пшениці і кукурудзи в умовах посухи та  його регуляція. Київ: Наук.світ. 2002. 118 с. 222  \f57.  Гродзинский А.М. Аллелопатия растений и почвоведение. Київ,  Наукова думка. 1991. с.216-222. 58.  действия,  Горовая А.И. Гуминовые вещества. Строение, функции, механизм протекторные  свойства,  экологическая  роль.  Київ:  Наук.думка. 1995. 304 с. 59.  Городній М. М. Управління якістю продукції рослинництва. За ред.  М.М. Городнього. Київ. 2001. 60.  Городній М.М., Осадчий В. Ф., Генчело О. М., Мовчан М. М.  Особливості виробництва та агрохімічна оцінка нових видів екологічно безпечних органо-мінеральних добрив. Київ: Аграрна наука і освіта. №3–  61.  Горовая А.И., Орлов Д.С., Щербенко O.B. Гуминовые вещества.  Строение, функции, механизм действия, протекторные свойства, экологическая роль. Київ: Наукова думка. 1995. 304 с. 62.  Давидова О.Е., Ветицкий В. А., Мальцева А. А. Ноые элементы  биорегуляции для устойчивого развития в агросистемах. К. Наукова думка, 2004. 350 с. 63.  Дегодюк Е.Г., Сайко В.Ф. та ін. Вирощування екологічно чистої  продукції рослинництва. Київ: Урожай. 1992. 315 с. 64.  Дегодюк  Е. Г.,  Гаврилов  В. Л.,  Кривоносова  Г. М.  Охорона  агроландшафтів від забруднення різними хімічними сполуками та важкими металами. Вирощування екологічно чистої продукції рослинництва. За ред. Е.Е. Дегодюка. Київ: Урожай. 1992. С.  3-140. 65.  Дегодюк Е.Г., Дегодюк С.Е., Гурильчук С.З., Літвінова О. А., Буслаєва  И. Г. та ін. Екологічні, агрохімічні, фізіологічні і агрономічні аспекти мінерального живлення рослин. Фізіологія рослин: проблеми і перспективи розвитку. Т.1. Київ: Логос. 2009. с.210–230. 66.  Деева В.П., Шелег 3.И., Санько Н.В. Избирательное действие  химических регуляторов роста растения. Минск: Наука и техника. 1985. 64 с. 67.  Державин Д.М. Химизация и экология. Химия с\/х. 1991. №7. С.3-7. 223  \f68.  Деякі аспекти глобальної зміни клімату України. Зб.статей:  ініциатива з питань зміни клімату. Київ. 2002. 273 с. 69.  Дмитренко  П.О.,  Колобова  М.Л.  Довідник  по  удобренню  сільськогосподарських культур. Київ: «Урожай». 1987. 207 с. 70.  Дмитренко В.П. Погода, клімат і урожай польових культур. Київ:  Ніка-центр. 2010. 618 с. 71.  Носко Б.С., Прістер Е.С., Лобода М.В. та ін. Довідник з агрохімічного  та агроекологічного cтану грунтів України. Київ: Урожай. 1994. 336 с. 72.  Дмитренко П.О., Колобова М.Л., Носко B.C. та ін. Довідник по  удобренню с.-г. Культур. За ред. П.О.Дмитренко. (4-е вид. перероб. і доп.). Київ: Урожай. 1987. 208с. 73.  Довідник працівника агрохімслужби. Київ: Урожай. 1986. 263 с.  74.  Докучаев В.В. Избранные сочинения. Том 1. Русский чернозем.  Москва: Госиздат с.-х. литературы. 1948. 480 с. 75.  Докучаев В.В. Избранные сочинения. Том 2. Труды по геологии и  сельскому хозяйству. Москва: Госиздат с.-х. литературы. 1949. 424 с. 76.  Доспехов В.А. Методика полевого опыта (с основами статистической  обработки результатов исследования). 5-е изд., доп. и перераб. Москва: Агропромиздат. 1985. 351 с. 77.  Драговоз І.В. Комплексна фізіологічна спрямованість дії регуляторів  росту рослин з природної сировини. Дис.док.б.н. Київ. 2010. 288 с. 78.  активність  Драговоз І.В., Волкогон М.В., Яворська В.К. та ін. Фізіологічна компонентів  вермикомпосту  та  створення  на  його  основі  комплексного регулятора росту. Физиология и биох.культ.раст. 2006. Т. 38 № 4. с.291-304. 79.  Зінченко О. І. Біологічне рослинництво: підручник . Київ: Вища  школа. 1996. С. 35 - 98. 80.  Зубець М.В. Аграрний сектор економіки України. Стан і перспективи  розвитку\/ М.В. Зубець, Л.Т. Саблук, В.Л. Весель-Веселяк, М.М. Федоров. Київ: ННЦ ІАЕ. 2011. 108 с. 224  \f81.  Зубець М.В. Наукове обгрунтування сталого розвитку агросистем.  Матеріали  міжнародної  наукової  конференції  \"Сталий  розвиток  агроекосистеми\". Вінниця. 2002. С. 7-10. 82.  Іутинська Г. О., Антипчук А.Ф., Валагурова О.В. та ін. Мікробні  препарати в рослинництві – важливий фактор біологізації землеробства. Зб. «Оптимізація  структури  агроландшафтів  і  раціональне  використання  грунтових ресурсів: Тез.док.конф. Ін-ту агроекології УААН. Київ. С. 20–22. 83.  Іутинська Г. О. Грунтова мікрофлора. Київ. Арістей. 2006. 284 с.  84.  Євтушенко  Г.О.  Елементи  екологічно  безпечної  технології  вирощування цукрової кукурудзи в умовах Сходу України: автореф. дис. к-та с.г. наук: 06.01.09. Дніпропетровськ. 2000. 19 с. 85.  Калинин Ф.Л. Биологически активные вещества в растениеводстве.  Київ: Наукова думка. 1984. 320 с. 86.  Калінін  Ф.Л.  Застосування  peгулятрів  росту  в  сільському  Особливості  технології  господарстві. Київ: Урожай. 1989. 168 с. 87.  Камінський  В.Ф,  Вишнівський  П.С.  вирощування сої. Хімія. Агрономія. Сервіс. 2007. №9. С.  . 88.  Канівець В.І. Життя грунту. Київ: Аграрна наука. 2001. 131 с.  89.  Карпенко В.П., Леонтюк І.Б., Мостов'як І.І. Фізіолого-біохімічні  процеси в рослинах ярих зернових колосових культур при сумісному застосуванні гербіцидів з рістрегулюючими речовинами. Мат. Всеукр. наукової конф. молодих учених. Умань: 2007. Ч.1. С.189-190. 90.  Кефели В. И., Прусакова Л.Д. Химическая регуляция роста растений.  Москва: Знание. 1985. 63 с. 91.  Кисіль В.І. Агрохмічні аспекти екологізації землеробства. Харків:  92.  Козак В. В. Риверм: принципы экологически безопасного земледелия  Київ: МЭР, «EQUA - VITAE». 2009. 38 с.  225  \f93.  Колісник Н.М., Тимофійчук О. М. Застосування біостимуляторів  добрив нового покоління в технологіях вирощування сільськогосподарських культур. Збірник наукових ЇМ і МАЛИ. Вип. 2(8). Запоріжжя: 2011. С.149 – 155. 94.  Краткие методические указания по проведению государственных  испытаний регуляторов роста растений. М. ЦИНАО. 1984. с.43. 95.  Крючкова Л.О., Гладун Г.О., Драговоз і.В., Яворська В.К., Волкогон  М.В., Маковейчук Т.І. Вплив регуляторів росту природного походження на індукцію стійкості проти церкоспорельозу у проростків озимої пшениці. Физиология и биохимия культ. растений. 2005. №5. С 422 - 428. 96.  Кузин А.М., Павловская Т.Е. Действие ионизирующего излучения на  клеточные мембраны. Москва: Атомиздат. 1973. 111с. 97.  Кук Д.У. Системы удобрений для получения максимальных урожаев:  Под ред. и с предисл. Э.И.Шконде. Москва: Колос. 1975. 416 с. 98.  Курчий Б.А. Что регулируют регуляторы роста. Київ: Логос.  99.  Куценко Л.М., Писаренко В.Н. Охрана окружающей среды. Киев.  Урожай. 1991. С.110-115. 100.  Лісовий М.П., Кольнобрицький М.І., Шупикова О.І. Розвиток  кореневих гнилей озимої пшениці в різних екологічних зонах УРСР в залежності від сортів, структури сівозміни та попередників. Захист рослин. 1991. Вип.38. с.9-15. 101.  Литвинчук М.К., Гаєвський-А.П., Любченко І.М., Даценко В.К. Вміст  елементів мінерального живлення в грунті та в урожаї зерна сої при використанні малих доз азотних добрив, регулятора росту рослин триман-1 та інокуляції. Елементи регуляції в рослинництві: 36. наук, праць. Київ: ВВП \"Компас\". 1998. С. 218-223. 102.  Лихочвор В.В. Застосування регуляторів росту рослин (морфо-  регуляторів, ретардантів) на посівах зернових культур. Пропозиція. 2003. №4. С.  226  \f103.  Лихочвор В.В. Рослинництво. Київ, Центр навчальної літератури.  104.  Лукьяненко Н.В., Лукьяненко А.И., Гоготидзе К.Д. Влияние  биологически активних веществ и микроэлементов на ростовые процессы, продуктивность и качество зерна ячменя. Гумінові речовини і фітогормони в сільському господарстві: матеріали V Міжнародної конференції. ДДАУ. Дніпропетровськ. 2010. С. І22 -  3. 105.  Мазур Г.А. Гумус і родючість грунту. Агрохімія і ґрунтознавство.  106.  Максимов И.Л., Пономарев В.И. Повышение качества зерна пшеницы.  Обзорная информация. Москва.1981. 65 с. 107.  Малеванная Н.Н. Регуляция роста, развития и продуктивности  растений: матер.4-щй науч.конф. Минск: и-т эк.ботаники НАН Белоруси,  108.  Мананков М.К., Мусиенко Н.Н., Мананкова О.П. Регуляторы роста  растений и практика их применения. Киев. 2002. 184 с. 109.  Мельник І.А. Рекомендації по застосуванню біостимуляторів  «Вермистим», «Вермистим-К», «Вермибіомаг» у сільськогоспо-дарському виробництві. Івано-Франківськ: Фоліант. 2008. 21 с. 110.  Мельничук Д.Я., Мельников М., Дж.Гофман та ін. Якість грунтів та  сучасні стратегії удобрення. Київ: Арістей. 2004. 488 с. 111.  Методика Державного сортовипробування сільськогосподарських  культур (зернові, круп'яні та зернобобові культури). За редакцією В. В. Вовкодава. Київ. 2001. 69 с. 1 .  Методические  рекомендации  по  ведению  экологического  земледелия.Київ. Минсельхоз. 1991. 236 с. 113.  Методические рекомендации по изучению микроорганизмов –  регуляторов, чисельности опасных насекомых и клещей. Москва. 1984. 97 с. 114.  Минеев В.Г., Добрени Б., Мазур Т. Биологическое земледелие и  минеральные удобрения. Москва: Колос. 1993. 415 с. 227  \f115.  Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. Под  ред. акад. Е.Н.Мишустина. Москва: Наука. 1985. 360 с. 116.  Мишустин Е. Н. Микроорганизмы и продуктивность земледелия.  Москва: Наука. 1972. 342 с. 117.  Моргун В.В., Яворська В.К., Драговоз І.В. Проблеми регуляторів  росту у світі та її вирішення в Україні. Физиология и биохимия культурных растений. 2003. Т. 34. №5. С.371-375. 118.  Надточаев  Н.Ф.,  Шлапунов  В.Н.,  Мєлешкевич  М.А..  Агроекологические аспекты возделывания кукурудзы на зерно и силос в Беларуси. Аналитический обзор. Минск, 2004. 91 с. 119.  Надточий П.П. Агроэкологическое состояние почв Лесостепи  Украины, совершенствование управления их плодородием и продуктивностью агроценозов дис. докт. с- х. наук : 06.00.03.Надточий Петр Петрович. Київ. 1998.  0.  Національна доповідь України. 25 років Чорнобильської катастрофи.  Безпека майбутнього. Київ: КІМ. 2011. 356 с.  1.  Никелл Л. Дж. Регуляторы роста растений в биотехнологиях. Тезисы  докладов конференции. 26-28 июня 2001 г. Москва: Изд.МСХА. 2001. С. 132.  2.  Носко Б.С, Медведев В.В. и др. Почвы Украины и повышение их  плодородия. Том 1 и 2. К.: Урожай. 1988. 176 с.  3.  Опыты полевые с удобрениями. Порядок их проведения. ОСТ 10.106-  87.М.ЦИНАО. 1987. С. 238.  4.  Орлов Д. С. Гуминовые вещества в биосфере. Москва: Наука.  237 с.  5.  Охорона та раціональне використання природних ресурсів і  рекультивація земель. За заг.ред. П.П.Надточія. Житомир. ДАУ. 2007. 418 с.  6.  Патика В.П., Шерстобоєва О.В., Харитонов М.М. Ефективне  застосування біопрепаратів при вирощуванні овочевих і баштанних культур. Київ: Інститут агроекології та біотехнології. 2005.   с.  7.  Патика В.П., Коць С.Я., Волкогон В.В., Шерстобаєва О.В. та ін.  Біологічний азот. Київ: Світ. 2003. 424 с. 228  \f 8.  Патика В. П., Омельянець Т.Г., Гриник І.В., Петриченко В.Ф. Екологя  мікроорганізмів. Київ: Основа. 2007. С.84-91.  9.  Петербургский A.B. Агрохимия комплексных удобрений. Mосква:  Наука, 1975. 230 с. 130.  Петриченко  В.Ф.,  Лихочвор  В.,  Рослинництво.  Технології  вирощування сільськогосподарських культур. Львів. 2014. – 1040 с. 131.  Писаренко В.Н., Писаренко П.В., Перебійніс В.І. і ін. Агроекологія:  теорія та практикум. Навч.посібник. Вид. «Інтерграфіка», 2003. 318 с. 132.  Полевой В.В. Фитогормоны. Ленинград: Изд.ЛГУ. 1982. 249 с.  133.  Полупан М.І., Соловей В.Б., Кисіль В.І. Визначник еколого-  генетичного статусу та родючості грунтів України. Київ: Колобіг. 2005. 303с. 134.  Пономаренко С.П., Анишин Л.А., Жилкин В.О., Грицаенко З.М.  Технологии применения РРР в земледелии. Справочное пособие. Киев, 2003. 54 с. 135.  Пономаренко СП., Сакало В.О., Курчий В.М., Черемха Б.М.,  Пантелусь H.H. Влияние обработки посевов сахарной свеклы регуляторами роста на метаболизм сахарозы и продуктивность культуры. Елементи регуляції в рослинництві. С.51-62. 136.  Пономаренко С. П. Регулятори росту рослин. Київ, 2003. 219с.  137.  Пристер Б.С., Лондинов Н.А., Немец О.Ф., Поярков В.А. Основы  сельскохозяйственной радиологии. Киев: Урожай, 1991. 472 с. 138.  Регуляторы  роста  растений  ]Под  ред.  Л.М.  Кузьмина  Сб.ст.ВАСХНИЛ. Москва. Агропромиздат, 1990. 192 с. 139.  Регулятори росту в рослинництві. Рекомендації по застосуванню.  Київ, 2007. 27 с. 140. 141.  Рост растений и природные регуляторы. Москва: Наука, 1977. 295 с. Регулятори росту в рослинництві. Рекомендації по застосуванню.  Київ, 2007. - 27 с. 142.  Рост растений и природные регуляторы. Москва: Наука, 1977. 295 с  143.  Раїк М.В. Буряки.Київ. ХХІ вік,2001. 320 с.  229  \fСаблук В.Т., Грищенко О.М. Регулятори росту у посівах цукрових  144.  буряків. Журнал «Агроном». №5. 200  р. с. 76. Сайко В.Ф. Особливості землеробства у звязку зі світовою  145.  економічную кризою.Зб.наук.праць «Інститут землеробства». Спецвипуск. Київ. Смірних В.М.,Тищенко М.В., Філоненко С.В., Лященко С.В., Нікітін  146.  М.М. Регулятори росту рослин «Грйенактив-С» покращує насіння цукрових буряків. Вісник Полтавської державної аграрної академії. №3. 2018 р. с.50. Сахарная свекла. Основы агротехники. Под ред. В.Ф.Зубенко.Киев:  147.  Урожай. 1979. 414 с. Сендецький В.М. Застосування органічних добрив і регуляторів  148.  росту  рослин  нового  покоління  в  технологіях  вирощування  сільськогосподарських культур. Івано-Франківськ, «Місто НВ». 2010.   с. 149.  Сівак В.К., Солодкий В.Д Заповідна справа в Україні. 2005. Чернівці.  Зелена Буковина. 335 с. 150.  Сінченко В.М. Управління формування продуктивності цукрових  буряків Київ: ІБКІ ЦБ ТОВ «Нілан ЛТД». 2019. 582с. 151.  Сінченко В.М., Сінченко В.М., Пиркін В.І. Стратегія розвитку галузі  буряківництва в Україні. Журнал «Цукрові буряки». №1. 2018. с.4-7. 152.  Словник-довідник з агроекології і природокористування. За ред. О.І.  Фурдичка. 2-е вид.доповнене. Київ: «ДІЛ». 20 . 335 с. 153.  Созінов О.О., Смірнов В.В, Патика В.П., Підгорський B.C. та ін.  Мікробні біотехнології в сільському господарстві. Агроекологічний журнал. 2002. №3. С.3-9. 154.  Созінов О.О., Бурда Р.І.та ін. Агросфера як провідний фактор сталого  розвитку України. Вісник аграрної науки. 2004. №10. С.5-13. 155.  Соколовский А. Н. Избранные труды по почвоведению и агрохимии.  Киев. Урожай. 1971. 368 с. 156.  Стратегія розвитку сільськогосподарського виробництва в Україні на  період до 2015р. За заг.ред.Гадзала Я.М. К.: Аграрна наука, 2016. 216 с. 230  \f157.  Статистичний щорічник України за 2015-2019 рік.  158.  Таран Н.Ю. та ін. Регулятори росту у формуванні адаптивних  реакцій рослин до посухи. Вісник аграрної науки. 2004. №8. с. 29-32. 159.  Тараріко О.Г. За. Землеробство в умовах недостатнього зволоження:  наукові та практичні висновки. Київ: Аграрна наука. 2000. 77 с. 160.  Тараріко Ю.О., Несмашна О.Є, Глущенко Л.Д. Енергетична оцінка  систем землеробства і технологій вирощування сільськогосподарських культур. Методичні рекомендації. Київ: Нора-прінт. 2001. 60 с. 161.  Терек О.І. Ріст рослин. Львів: ЛНУ 2007. 248 с.  162.  Терек О.І. Реакції рослин кукурудзи на дію ігіпотермії іонів важких  металів та регуляторів росту. Авт.дис.канд.биол.наук. Київ. 2001. 36 с. 163.  Технологии  применения  регуляторов  роста  в  земледелии.  Методическое пособие. Київ: 2006. 32 с. 164.  Тимофійчук О.Б. Продуктивність кукурудзи на зерно в умовах  Західного Лісостепу України при застосуванні біорегуляторів росту нового. Агробіологія БНАУ вип.. №7, Біла Церква, 20 . С.76-79. 165.  Толстоусов А., Хилько Л. Екобезпечний розвиток: пошуки, стратегія.  Київ. Знання України. 2001. 332 с. 166.  Трибель О.С. Методики випробування і застосування пестицидів.  Київ: Світ. 2009. 448 с. 167.  Троян В.М., Яворская В.К., Калинин Ф.Л. Биохимия регуляции  онтогенеза растений клетки. Київ: Наукова думка. 1983.150 с. 168.  Фитогормоны – регуляторы роста растений. Москва, Наука.  169.  Фурдичко О.І. Агроекологія. Аграрна наука. 2014. 400 с.  170.  Фурдичко  О.І,  Славов  В.П.,  Войцицький  А.П.  Нормування  антропогенного навантаження на навколишнє природне середовище. Київ, Основа. 2008. 33 с. 171.  Холодний М.Г. Вибрані праці. Київ: Наукова думка. 1970. 450 с.  231  \f172.  Холодный Н. Г. Ростовые гормоны и тропизмы у растений.  Избранные труды. Київ: АН УССР. 1998. Т.1. С. 200-215. 173.  Христева Л. А. Применение гумата натрия в качестве стимулятора  роста. Гуминовые удобрения. Теория и практика их применения. Днепропетровск, 1973. Т. 4. С.308-310. 174.  Черемха Б. М. Біостимулятори росту. Вплив на урожайність та якість  продукції. Захист рослин. 1997. №  . 17 с. 175.  Шевелуха В.С., Кухарь В.И., Созинов А.А. Регуляторы роста  растений. Київ, 1992. 165 с. 176.  Шевелуха B.C. Рост растений и его регуляция в онтогенезе. Тезисы  докладов. Москва: Изд. МСХА. 2001. 594 с. 177.  Шевченко А.О. Регулятори росту рослин в землеробстві. Збірник  наукових праць. Київ: Урожай. 1998. 143 с. 178.  Шерстобоева О.В. Оптимізація структури мікробних угрупувань  кореневої зони озимої пшениці. Дис. докт.с.г.наук. Київ. 2004. 179.  Шерстобоева О.В. Екологічні, економічні та соціальні передумови  біологічного землеробства. Агроекологічний журнал. №1. 2007. С.67. 180.  Яворська В., Драговоз І., Крючкова Л., Курчій Б. Регулятори росту на  основі природної сировини та їх застосування в рослинництві. Київ: Лагос.  181.  Якунін О.П., Румбах М.Ю. Економічна і біоенергетична ефективність  вирощування гібридів кукурудзи в умовах північної підзони Степу України. Вісник Дніпропетровського державного аграрного університету. 2010. №1. С. 25-27. 183. Aarnes H. Partial purification and characterization of methionine adenosyltransferase from pea seedlings. Plant Sci. Lett. 1977. 10. P. 381. 390. 184. Abel S., Oeller P.W., Theologis A. Early auxin – induced genes encode short – lived nuclear proteins. Proc. NatL Acad. Sci USA. 1994. 91. Kol. P. 326–330. 185. Abeles F.B., Morgan P.W., Saltveit M.E. Ethvlene in Plant Biology, 2 nd edn. N.Y.: Acad. Press, 1992. 302 p. 232  \f186. Bertram, A. Mit Flammen gegen Quecke Landwirtschaft, Sonderheft Mais, 2001, P. 78–79. 187. Biopolymers, Lignin, Humic Substances and Coal. Steinduechel(Eds.), Wiley. VCH, 2001. 88 p. 188. Bishop G.I., Kones C. Brassinosteroids and plant Steroid Normone Signalig\/Platz. Cell. 14. № 1. H. 97–110. 189. Bochmann H., Knoih K.E. Der. Ver stаrkte Gtetreiadebau aus Pflanrenpathplogischer Sicht. Z. Pflanrenkrankh. 1972. Bd.78. P. 1–33. 190. Broscious S.C., Frank J.A. Effekt of crop management practices on common root rot winter wheat Plant diseases. 1986. V.70. P. 857–859. 191. Clare A.L. Crop rotations in dryland farming systems.– Intern Congress on Drylonq Farmiing Proe. 1984. P. 315–340. 192. Cooke G.W. Fertilizing. For maximam jield. Crosby lockuvod. London, 1972. 279 р. 193. Corazza L., Balmas V. Fungal disease of wheat transmitted through the soil.\/\/Sementi Elette. 1994. v.40. Р. 39–44. 194. Dilley D.R. Ethylene and ethylene physiology. D.R. Dilley snbstanees. Ed. by F. Skooq. Berlin: Springer–Vergal, W80. 392 р. 195. Diskens L.E. Eyesport of winter wheat caused by Cercosporella herpotrichoides. Cornell University. New York. 1964. P. 1–39. 196. El-Meleigi M.A. Fungal diseases of spring wheat in central Saudi Arabia. Crop.Prot. 1988. V.7. № 3. H. 207–209. 197. Erhardt, N. Mais bewies 2004 hohes Regenerai Kompensations–vermogen. Innovation, 2004. s 4. P. 4–7. 198. Earl Hugh J., Davis Richard F. Effect of Drought Stress on Leaf and Whole Canopy Radiation Use Efficiency and Yield of Maize. Agronomy Journal. 2003. Vol. 95. P. 688–696. 199. Havlin J.L., Tisdale S.L., Nelson W.L., Beaton J.D. So –Fertilizers: An Introduction to Nutrient Management, Prentise Hall. 1998.  233  \f200. Heinrich, J., Petersen, V. Zwischen Sorge und Hoffnung. 1 –Agrarreform dem Maisanbau mais, 32, 2004, 4,  4– 8. 201. Hetherington A.M. Guerd cell signaling– Cell. 2001. 107. P. 711–714. 202. Hoffman E. Die Enzyme im Boden und ihre Bedeutung fur seiner Biologie td Fruchtbarkut Z. Acrez und Pflanzendau. Bd. 1995. P. 31 – 35. 203. Hornby D. Take–all decline a theorist's paradise\/\/Soil-borne plant pathogens. London etc. 1979. P. 133–156. 204. Hormonal regulation of development of plants. Ed. by J. 1 Milan: Springer, 1980. 681 p. 205. Humic Substances and their Role in the Environment. Frimmel F. I F. (Eds.), Kende H. Zeevaartj A.D. The five classical Plant Steroid nes. – The Plant Cell.– 1997. 9. P. 1197–  10. 206. Ines. Milan Srarda. Hospodareni s organickymi hnojivy Statni Zemedeeske nakladalstvi. Praha. 364 s. 207.  Industriema  ssige  production  von  Zuckrriiben.  Veb  deutscher  landwirdschafts vereand. Berlin. 1985. s. 320. 208. Khan A. A. Primary, preventive and permissive roles of horn system. Bot. Rev. 1975. Vol. 41. № 4. P.391–420. 209. Last F.T. Phitopatology. 1962. P. 133–135. 210. Lardy H.A. Phosphorus metabolism. 1951. P 477–479. 211. Letham O.S. Regulators of cell divdsion in plant tissuses. XII. A citokinin biossay using excised radish cotyledons. Phisiol Hlant. 1971. 25. № 1. P. 391–396. 2 . Lohn WilleyGSons. 1988.  6 p. 213. Van Loon L.C., Bakker P.A.H.M., Pieters C.M.J. Systemic resistance induced by rhizosphere bacteria\/\/ Annu. Rev. Phytopathol. 1998. 36. P. 453–483. 214. Maas Erna MC, Kotze J.M. Fungi associated with root disease of wheat in South Afnca. Phytopatology. 1981. V.13. № 3. P. 155–156. 215. Mangold G. Narrower rows yes and no II Soybeom Digest. 1980. Vol. 40. №4. P. 19–22.  234  \f216. McClure P.R. Evidence for contran sport of nitrate and photons in maize roots. 1. Effects of nitrate on the membrane potential. August 18, 1928, Vol.  7. 217. Spanswick. J.E. Shaff\/\/ Plant Physiol. 1990. Vol. 93. P. 281–289. 218. Mica B., Vokal B., Becka J. Vpliv rustoveho regulatoru CEPA na vynos, veliko susiny a skrobu u bramboru. A Wall. 1988. P. 113– 3. 219. Mineraldungung. Veb. Deutscher Landshaftsverlag, Derlin. 1970. Р.142 220. Moore T. C. Biochemistry and physiology of plant hormones. New York: Springer–Vergal. 1979. 274 р. 221. Nickel L.G. Plants Growth Regulators. Agriculture Uses. L. Berlin: Springer-Vergal. 1982. 152 p. 222. Patter C., Glik B. Roll of Hseudomonas putida in dollacetic in development of nost plant root system. Applied Environ Microbiology. 20 . 68 P. 3795–3801. 223. Plant Hormones – Biosynthesis\/ Signal Transduction Fction\/ 3-rd ed. Edited by J.Davies Peter. Berlin. Heidelberg. New–Jork: Springer. Verlag. 2004. 750 p. 224. Shishido M, Breuil C, Chan way CP. Endophytic colonization of spruce by plant growth–promoting rhizobacteria. FEMS. Microbiol. Ecol. 1999. 29. P. 191–196.  235  \f"},"1":{"filename":"1-список виконавців.pdf","text":" \f"},"2":{"filename":"1-титулка (3).pdf","text":" \f"}}},
{"registration_number":"0222U004805","description":{"0":{"description_type":"title","description_language":"en","description_text":"Development of the wear resistant coatings based on the system Al(Mg)-B-Si-C-Nfor long term use"},"1":{"description_type":"title","description_language":"ua","description_text":"Розробка зносостійких покриттів на основі системи Al(Mg)-B-Si-C-N для довгострокового використання"},"2":{"description_type":"referat","description_language":"en","description_text":"The object of research - coatings, films and bulk materials based on the system Al(Mg)-B-Si-C-N, their production technology, structure and properties. \n      The purpose of the study: 1) Based on experimental and theoretical studies, to find the optimal regimes of deposition of magnetron coatings and plasma chemical films based on Al(Mg)-B-Si-CN system for use as protective and wear-resistant layers and in semiconductor devices for long-term operation; 2) To establish the mechanisms of formation of structural, optoelectronic and mechanical properties of deposited coatings and films. Research methods: technological equipment, measuring apparatus, first-principles procedures.       \n        Amorphous SiCN:H films showed bright photoemission in the range 450-600 nm, energy gap in the range of 2-4 eV, conductivity of about 10-7 - 10-10 ohm-1cm-1, hardness over 24 GPa, high thermal stability (above 1100 0C), low roughness (0.33 nm) and coefficient of friction (<0.1). Amorphous coatings SiCN, BCN, SiBCN and AlN\/ BCN were obtained by magnetron sputtering targets of SiC, B4C, Si + B4C and Al and B4C, respectively, in an Ar-N2 atmosphere; amorphous and nanostructured coatings AlMgBC, AlB2, AlBC, AlBSiC - by sputtering targets of AlMgB14 and C; AlB2; AlB2 and C; AlB2 and SiC, respectively, in an Ar atmosphere. The coatings are thermostable (up to 1200 0C), showed semiconductor properties, high hardness (17-28 GPa), low roughness (up to 0.5-2 nm), low coefficient of friction (0.1-0.2), good adhesion. First-principles calculations of amorphous SiCN, AlMgBC, AlN, AlB2, AlBC, AlBN allowed to study the structure of these phases and its influence on the properties (electron and phonon structure, elastic modules, hardness, fracture toughness, Debye temperature, stress-strain curves, etc.). The developed films and coatings are recommended for use as protective and wear-resistant layers in MEMS, NEMS and in semiconductor devices (solar cells, photodetectors, photodiodes)."},"3":{"description_type":"referat","description_language":"ua","description_text":"Об’єкт дослідження – покриття, плівки та об’ємні матеріали на основі системи Al(Mg)-B-Si-C-N, їх технологія отримання, структура і властивості.  \n         Мета дослідження: 1) На основі експериментальних і теоретичних досліджень, віднайти оптимальні режими осадження магнетронних покриттів і плазмохімічних плівок на основі системи Al(Mg)-B-Si-C-N для використання їх в якості захисних і зносостійких шарів та в напівпровідникових приладах для довготермінової експлуатації; 2) Встановити механізми формування структурних, оптоелектронних та механічних властивостей осаджених покриттів і плівок. \nМетоди дослідження: технологічне обладнання, вимірювальна апаратура, першопринципні методик.\nПлазмохімічні аморфні SiCN:H плівки демонстрували яскраву фотоемісію в інтервалах довжин хвиль 450-600 нм, енергетичну щілину в межах 2-4 еВ, провідність біля 10-7 – 10-10 ом-1см-1, твердість понад 24 ГПа, високу термічну стійкість (вище 1100 0С), низькі шорсткість (0.33 нм) і коефіцієнт тертя (<0.1). Аморфні покриття SiCN, BCN, SiBCN і AlN\/BCN були отримані шляхом магнетронного розпилення мішеней із SiC, B4C, Si+B4C та Al i B4C відповідно, в Ar-N2 атмосфері;  аморфні і наноструктуровані покриття AlMgBC, AlB2, AlBC,  AlBSiC –шляхом розпилення мішеней із AlMgB14 і C; AlB2; AlB2 і C;  AlB2 і SiC, відповідно, в Ar атмосфері. Покриття є термостійкі (до 1200 0С), демонстрували напівпровідникові властивості, високу твердість (17-28 ГПа), низьку шорсткість (до 0.5-2 нм), низький коефіцієнт тертя (0.1-0.2), добру адгезію. Першопринципні розрахунки аморфних SiCN, AlMgBC, AlN, AlB2, AlBC, AlBN дозволили вивчити структуру цих фаз та її вплив на властивості (електроону і фононну структури, пружні модулі, твердість, тріщиностійкість, температуру Дебая, криві напруження-деформація, тощо). \nРозроблені плівки і покриття рекомендовано для використання в якості захисних та зносостійких шарів, наприклад в МЕМС, НЕМС та в напівпровідникових приладах (сонячних елементах, фотодетекторах, фотодіодах)."},"4":{"description_type":"ntp_description","description_language":"ua","description_text":""}},"persons":{"0":{"person_id":34235,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"en","name_first":"Volodimir","name_last":"Ivaschenko","name_co":"Ivanovich","name_full":"Ivaschenko Volodimir Ivanovich"},"1":{"name_language":"ua","name_first":"Володимир","name_last":"Іващенко","name_co":"Іванович","name_full":"Іващенко Володимир Іванович"}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. ф.-м. н.","status_name":"Доктор фізико-математичних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"01.04.07","status_name":"Фізика твердого тіла"}}},"1":{"person_id":61112,"person_type":"head_firm","person_names":{"0":{"name_language":"en","name_first":"Yurii","name_last":"Solonin","name_co":"M.","name_full":"Solonin Yurii M."},"1":{"name_language":"ua","name_first":"Юрій","name_last":"Солонін","name_co":"Михайлович","name_full":"Солонін Юрій Михайлович"}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. ф.-м. н.","status_name":"Доктор фізико-математичних наук"}}},"2":{"person_id":1471147,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Володимир","name_last":"Іващенко","name_co":"Іванович","name_full":"Іващенко Володимир Іванович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Volodymyr","name_last":"Ivashchenko","name_co":"I.","name_full":"Ivashchenko Volodymyr I."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. ф.-м. н.","status_name":"Доктор фізико-математичних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"01.04.07","status_name":"Фізика твердого тіла"}}},"3":{"person_id":1471149,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Людмила","name_last":"Іващенко","name_co":"Андріївна","name_full":"Іващенко Людмила Андріївна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Liudmyla","name_last":"Ivashchenko","name_co":"A.","name_full":"Ivashchenko Liudmyla A."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. т. н.","status_name":"Кандидат технічних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"05.16.06","status_name":"Порошкова металургія та композиційні матеріали"}}},"4":{"person_id":1471148,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олександр","name_last":"Биков","name_co":"Іванович","name_full":"Биков Олександр Іванович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksandr","name_last":"Bykov","name_co":"I.","name_full":"Bykov Oleksandr I."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. т. н.","status_name":"Кандидат технічних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"01.04.07","status_name":"Фізика твердого тіла"}}},"5":{"person_id":1471162,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Марина","name_last":"Васильківська","name_co":"Анатолівна","name_full":"Васильківська Марина Анатолівна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Maryna","name_last":"Vasylkivska","name_co":"A.","name_full":"Vasylkivska Maryna A."}},"statuses":{}},"6":{"person_id":1471156,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Василь","name_last":"Гранько","name_co":"Микитович","name_full":"Гранько Василь Микитович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Vasyl","name_last":"Granko","name_co":"M.","name_full":"Granko Vasyl M."}},"statuses":{}},"7":{"person_id":1471154,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Андрій","name_last":"Ковальченко","name_co":"Михайлович","name_full":"Ковальченко Андрій Михайлович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Andriy","name_last":"Kovalchenko","name_co":"M.","name_full":"Kovalchenko Andriy M."}},"statuses":{}},"8":{"person_id":1471160,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Андрій","name_last":"Козак","name_co":"Олександрович","name_full":"Козак Андрій Олександрович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Andriy","name_last":"Kozak","name_co":"O.","name_full":"Kozak Andriy O."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. ф.-м. н.","status_name":"Кандидат фізико-математичних наук"}}},"9":{"person_id":1471158,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Сергій","name_last":"Корічєв","name_co":"Феодосієвич","name_full":"Корічєв Сергій Феодосієвич"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Sergiy","name_last":"Korychev","name_co":"F.","name_full":"Korychev Sergiy F."}},"statuses":{}},"10":{"person_id":1471159,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олександр","name_last":"Марчук","name_co":"Кирилович","name_full":"Марчук Олександр Кирилович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksandr","name_last":"Marchuk","name_co":"K.","name_full":"Marchuk Oleksandr K."}},"statuses":{}},"11":{"person_id":1471161,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олена","name_last":"Оліфан","name_co":"Ігорівна","name_full":"Оліфан Олена Ігорівна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Olena","name_last":"Olifan","name_co":"I.","name_full":"Olifan Olena I."}},"statuses":{}},"12":{"person_id":1471150,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олексій","name_last":"Онопрієнко","name_co":"Олексійович","name_full":"Онопрієнко Олексій Олексійович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksiy","name_last":"Onopriyenko","name_co":"O.","name_full":"Onopriyenko Oleksiy O."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. ф.-м. н.","status_name":"Доктор фізико-математичних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"01.04.07","status_name":"Фізика твердого тіла"}}},"13":{"person_id":1471163,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Ала","name_last":"Осадча","name_co":"Владиславівна","name_full":"Осадча Ала Владиславівна"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Ala","name_last":"Osadcha","name_co":"V.","name_full":"Osadcha Ala V."}},"statuses":{}},"14":{"person_id":1471152,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олександр","name_last":"Порада","name_co":"Карпович","name_full":"Порада Олександр Карпович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksandr","name_last":"Porada","name_co":"K.","name_full":"Porada Oleksandr K."}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"к. т. н.","status_name":"Кандидат технічних наук"}}},"15":{"person_id":1471165,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олексій","name_last":"Синельниченко","name_co":"Корнійович","name_full":"Синельниченко Олексій Корнійович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksiy","name_last":"Synelnychenko","name_co":"K.","name_full":"Synelnychenko Oleksiy K."}},"statuses":{}},"16":{"person_id":1471157,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Олександр","name_last":"Ситіков","name_co":"Олексійович","name_full":"Ситіков Олександр Олексійович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Oleksandr","name_last":"Sytikov","name_co":"O.","name_full":"Sytikov Oleksandr O."}},"statuses":{}},"17":{"person_id":1471153,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Петро","name_last":"Скринський","name_co":"Лукич","name_full":"Скринський Петро Лукич"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Petro","name_last":"Skrynsky","name_co":"L.","name_full":"Skrynsky Petro L."}},"statuses":{}},"18":{"person_id":1471155,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Володимир","name_last":"Шевченко","name_co":"Іванович","name_full":"Шевченко Володимир Іванович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Volodymyr","name_last":"Shevchenko","name_co":"I.","name_full":"Shevchenko Volodymyr I."}},"statuses":{}},"19":{"person_id":1471164,"person_type":"workers","person_names":{"0":{"name_language":"ua","name_first":"Роман","name_last":"Шевченко","name_co":"Володимирович","name_full":"Шевченко Роман Володимирович"},"1":{"name_language":"en","name_first":"Roman","name_last":"Shevchenko","name_co":"V.","name_full":"Shevchenko Roman V."}},"statuses":{}}},"author":{"person_id":34235,"person_type":"head_work","person_names":{"0":{"name_language":"en","name_first":"Volodimir","name_last":"Ivaschenko","name_co":"Ivanovich","name_full":"Ivaschenko Volodimir Ivanovich"},"1":{"name_language":"ua","name_first":"Володимир","name_last":"Іващенко","name_co":"Іванович","name_full":"Іващенко Володимир Іванович"}},"statuses":{"0":{"status_type":"degree","status_code":"д. ф.-м. н.","status_name":"Доктор фізико-математичних наук"},"1":{"status_type":"specialty","status_code":"01.04.07","status_name":"Фізика твердого тіла"}}},"addons":{"0":{"key":"rk","value":"0117U002458"}},"firms":{"0":{"firm_type":"contractor","firm_id":741,"firm_edrpou":"05416930","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Інститут проблем матеріалознавства ім. І. М. Францевича Національної академії наук України"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"Institute of Problems of Materials Science named after IM Frantsevich of the National Academy of Sciences of Ukraine"}},"firm_jurisdiction":"Нацiональна академія наук України"},"1":{"firm_type":"customers","firm_id":2848,"firm_edrpou":"00019270","firm_name":{"0":{"firm_language":"ua","firm_name":"Національна академія наук України"},"1":{"firm_language":"en","firm_name":"National Academy of Sciences of Ukraine"}},"firm_jurisdiction":""}},"uni_id":167174,"nti":{"0":{"nti_code":"55.21","nti_name":"Термічне і зміцнювальне оброблення","nti_udk":"621.78"}},"record_type":2,"registration_date":"2022-11-03","date":{"0":{"date_type":"registration","date":"2022-11-03"}},"date_number":"2022-11-03T01:20:05Z","has_texts":true,"full_text":{"0":{"filename":"1-List-1_1 (1).pdf","text":" \f"},"1":{"filename":"1-List-2_1 (1).pdf","text":" \f"},"2":{"filename":"1-Title_1.pdf","text":" \f"},"3":{"filename":"1-ZVIT ІІІ-35-17C _2021.doc","text":" УДК 621.78,621.723:620.669.016:45:621.9.02 № держреєстрації 0117U002458 Інв. № Національна академія наук України Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України (ІПМ НАН України) 03142, м. Київ-142, вул. Кржижановського, 3; тел.\/факс: (044) 390-87-51; e-mail:dir@ipms.kiev.ua  ЗАТВЕРДЖУЮ Директор ІПМ НАН України, академік НАН України Ю. М. Солонін ЗВІТ ПРО НАУКОВО-ДОСЛІДНУ РОБОТУ «РОЗРОБКА ЗНОСОСТІЙКИХ ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ СИСТЕМИ Al(Mg)-B-Si-C-N ДЛЯ ДОВГОСТРОКОВОГО ВИКОРИСТАННЯ» (ІІІ-35-17Ц) (остаточний) Керівник НДР зав. відділу, д-р фіз.-мат. наук  В. І. Іващенко 2021 Рукопис закінчено 02 грудня 2021 р.  Результати цієї роботи розглянуто Вченою радою ІПМ НАН України, протокол від 16. .2021 р. № 7  \f2  СПИСОК АВТОРІВ Керівник НДР Зав. відділу, д-р фіз.-мат. наук  В. І. Іващенко (Вступ, розд. 1,3,6 висновки)  Відповідальні виконавці Пр. науковий співробітник,  О. І. Биков  канд. техн.. наук  (розд. 2,4,7)  Ст. науковий співробітник,  Л. А. Іващенко  канд. техн. наук  (розд. 1,2)  Ст. науковий співробітник,  О. О. Онопрієнко  канд. техн. наук  (розд. 8,9)  Ст. науковий співробітник,  О. К. Порада  канд. техн. наук  (розд. 2)  Науковий співробітник  П. Л. Скринський (розд. 2-7)  Ст. науковий співробітник,  А. М. Ковальченко  канд. техн. наук  (розд. 4,5)  Науковий співробітник  В. І. Шевченко (розд. 3,6)  Провідний інженер  В. М. Гранько (розд. 2,9)  Науковий співробітник  С. Ф. Корічєв (розд. 1)  Провідний інженер  О. О. Ситіков (розд. 2)  Науковий співробітник  О. К. Марчук (розд. 9)  \f3  Науковий співробітник  А.О. Козак (розд. 2,3)  Мол. науковий співробітник  О. І. Оліфан (Вступ, розд. 5, посилання)  Мол. науковий співробітник  М. А. Васильківська (розд. 9)  Провідний інженер  А. В. Осадча (розд. 1)  Аспірант  Р. В. Шевченко (розд. 3,6)  Науковий співробітник  О.К. Сінельниченко (розд. 2)  Нормоконтролер, ст.н.с. від №36, канд. техн. наук  Т. М. Павлиго  \f4  РЕФЕРАТ Звіт про НДР: 166 стор., 72 рис., 19 табл., 184 джерел. ПОКРИТТЯ І ПЛІВКИ, СТРУКТУРНІ, МЕХАНІЧНІ ТА ОПТОЕЛЕКТРОННІ ВЛАСТИВОСТІ, ПЕРШОПРИНЦИПНІ РОЗРАХУНКИ, СТАБІЛЬНІСТЬ ФАЗ. Об’єкт дослідження – покриття, плівки та об’ємні матеріали на основі системи Al(Mg)-BSi-C-N, їх технологія отримання, структура і властивості. Мета дослідження: 1) На основі експериментальних і теоретичних досліджень, віднайти оптимальні режими осадження магнетронних покриттів і плазмохімічних плівок на основі системи Al(Mg)-B-Si-C-N для використання їх в якості захисних і зносостійких шарів та в напівпровідникових приладах для довготермінової експлуатації; 2) Встановити механізми формування структурних, оптоелектронних та механічних властивостей осаджених покриттів і плівок. Методи дослідження: 1) технологія: установки для дуального магнетронного розпилення, та плазмохімічного осадження, установка для відпалу покриттів; 2) виміри: рентгеноструктурний аналіз, мікроіндентування, трибологічні і адгезійні тести, оптичний профілометр, інфрачервона і рентгенелектронна спектроскопії, атомний силовий мікроскоп, установки для вимірів оптоелектронних характеристик; 3) розрахунки: першопринципні коди Quantum ESPRESSO, ElaStic, Phonopy; Плазмохімічні аморфні SiCN:H покриття, осаджені при різних режимах, демонстрували яскраву фотоемісію в інтервалах довжин хвиль 450-600 нм, енергетичну щілину в межах 2-4 еВ, провідність біля 10-7 – 10-10 ом-1см-1, твердість понад 24 ГПа, високу термічну стійкість (вище 1100 0С), низькі шорсткість (0.33 нм) і коефіцієнт тертя (<0.1). Аморфні покриття SiCN, BCN, SiBCN і AlN\/BCN були отримані шляхом магнетронного розпилення мішеней із SiC, B 4C, Si+B4C та Al i B4C відповідно, в Ar-N2 атмосфері; аморфні і наноструктуровані покриття AlMgBC, AlB2, AlBC, AlBSiC –шляхом розпилення мішеней із AlMgB 14 і C; AlB2; AlB2 і C; AlB2 і SiC, відповідно, в Ar атмосфері. Покриття є термостійкі (до  000С), демонстрували напівпровідникові властивості, високу твердість (17-28 ГПа), низьку шорсткість (до 0.5-2 нм), низький коефіцієнт тертя (0.1-0.2), добру адгезію. На основі результатів першопринципних розрахунків аморфних SiCN, AlMgBC, AlN, AlB2, AlBC, AlBN запропоновано моделі атомних структур цих фаз та встановлено їх вплив на оптоелектронні і механічні властивості (енергетичну щілину, пружні модулі, твердість, тріщиностійкість, температуру Дебая, тощо). Теоретичні і експериментальних дослідженя виявили характер впливу мікроструктури і хімічного зв’язування депозитів на їх оптоелектронні і механічні властивості. Розроблені плівки і покриття рекомендовано для використання в якості захисних та зносостійких шарів, наприклад в МЕМС, НЕМС та в напівпровідникових приладах (сонячних елементах, фотодетекторах, фотодіодах). Умови одержання звіту: за договором. 03680, МСП, Київ – 39, вул. Антоновича, 180, УкрІНТЕІ.  \f5  ЗМІСТ Вступ…………………………………………….………………..…….…..….  10  1 Технологіче обладнання………….…………………………….………..….  11  1.1 Плазмохімічна установка (PECVD)………………………….…..…..  11  1.2 Установка для дуального магнетронного розпиленння ……………     2 Структура, оптоелектронні і механічні властивості плазмохімічних Si-C-N плівок………………………………………………..…………….….  13  2.1 Вступ……………………………..……………………………….……  13  2.2 Деталі експерименту..… ……………………………………..…...…..  14  2.3 Структура плівок………………………………………………….…..  15  2.4 Морфологіч поверхні та товщина плівок…………………..…..……  16  2.5 Склад плівок……………………………………….……………..……  17  2.6 Конфігурація хімічних зв’язків……….……………………….…..…  18  2.7 Оптоелектрнні властивості………………………………………...…  24  2.8 Механічні властивості…………..……..…………………………..…  30  Висновкидо розділу 2……………………………………………….….…  32  3 Вплив азоту на структуру та властивості аморфного SiC: моделювання засобами першопринципної молекулярної динаміки..........  33  3.1 Вступ………………………………………………………….…..……  33  3.2 Деталі розрахунків…………….....…………………………...............  36  3.3 Структура та хімічний зв'язок в аморфних SiCN сплавах……….....  39  3.4 Механічні властивості………………………………………………...  44  3.5 Оптоелектронні властивості…………….............................................  47  Висновки до розділу 3………………………………………………....…  50  4 Характеристика Al-Mg-B-C (ВАМ) покриттів на основі ексаериментальних і  першопринципних досліджен…………….….…..  51  4.1 Вступ………………………………….................................................  51  4.2 Експеримент (технологія і виміри)…………..……….............…….  52  4.3 Деталі розрахунків………..….……….................................................  59  4.4 Структура, склад і хімічний зв'язок в покриттях................................  55  \f6  4.5 Механічні властивості покриттів...……….…………………………  57  4.6 Відпал покриттів..………………..……………………………….…..  58  4.7 Першопринципні дослідження механічних властивостей ВАМ матеріалів ………..................................................................................  60  4.8 Розрахунки фононних спектрів і оцінка стабільністі ВАМ структур…………………………………………………………..…...  63  Висновки до розділу 4………………………………………………….…  65  5 Магнетронні покриття Al-B, Al-B-C i Al-B-Si-C ………………………....  66  5.1 Вступ………………………………………...……………….……...…  66  5.2 Деталі експерименту………………..……….......................................  68  5.3 Структура, склад, картина хімічних зв’язків ……………………….  70  5.4 Механічні властивості…………………………………………..……  77  5.5 Напівпровідникові властивості ……………………………….……..  78  Висновки до розділу 5………………..………………………………..…  82  6 Аморфні сплави AlB2, AlBC та AlBN: першопринципні дослідження….  83  6.1 Вступ……....……………………..……………………………….…....  83  6.2 Методологія…...…………………..………………………….………..  84  6.3 Структура аморфних зразків……………….……………………..…..  86  6.4 Коливальні спектри аморфних сплавів..……………………………..  91  6.5 Механічні властивості……………………………………….………..  93  6.6 Електронні властивості…..………………………….………………..  95  Висновки до розділу 6..………………..…………………………….……  100  7 Структурні перетворення в кристалічному і аморфному AlN під тиском  101  7.1 Вступ……………………………………..…..……………….………  101  7.2 Деталі обчислень..…………….………..………………..…................  103  7.3 Повна енергія B4-AlN і a-AlN залежно від тиску…………………..  105  7.4 Кристалічний AlN.……………………..…………………….….........  106  7.4.1 Стиснення: фазовий перехід P63mc → P63\/mmc………….….  109  \f7  7.4.2 Стиснення: P63 \/mmc → Cmcm → Fm-3m фазові переходи..  111  7.4.3 Декомпресія: Fm-3m → Cmcm → P63\/mmc фазові переходи.  113  7.4.4 Декомпресія: P63\/mmc → P63mc фазові переходи………….  114  7.5 Аморфний AlN …………………………………………………..…...  115  7.6 Термодинамічні та механічні властивості B4-AlN та a-AlN….…...  119  Висновки до розділу 7……………………................................................   2  8 Мікроструктура та механічні властивості багатошарових аморфних AlN\/BCN окриттів………………………………………………………..…..   3  8.1 Вступ…………………..……………………………………….............   3  8.2 Деталі експерименту і розрахунків…..…………………………...….   3  8.3 Структурні та механічні властивості багатошарових покриттів AlN\/BCN…………………………………………………………….……   4  8.4 Динамічна стабільність шарів BN в гетероструктурах B4-AlN\/В4-BN……………………………………………………………..   7  Висновки до розділу 8………………………………………………….....   8  9 Магнетронні Si-B-C-N покрит…………….………………………..……...   9  9.1 Вступ……………………….……………………….……………..…..   9  9.2 Методика експерименту…………….……………...……………....…  130  9.3 Структура та картина хімічних звязків………………….………......  130  9.4 Механічні властивості...........................................................................  134  Висновки до рорзділу 9……………………………………………….…..  136  Висновки…………………………………………………………….…………  137  Перелік джерел посилання….……………………….……………..………....  139  Додаток А Перелік опублікованих робіт за темою…………………...........  161  Додаток Б Перелік конференцій, на яких доповідались роботи за темою  164  \f8  ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ, СИМВОЛІВ, ОДИНИЦЬ, СКОРОЧЕНЬ І ТЕРМІНІВ MS – магнетронне розпилення (magnetron sputtering); TS - температура підкладки; UB - зміщення на підкладці; Fi - швидкість потоку газу і=Ar, N2; PC - робочий тиск; Ii, Ui, Pi – струм, напруга та потужність розряду на магетроні з мішенню і, відповідно; t' – час осадження; PECVD – плазмохімічне осадження (plasma enhanced chemical vapor deposition); H, HV та HK –нанотвердість, мікротвердість та твердість по Кнупу, відповідно; E – пружний модуль; G– модуль зсуву; В – обємний модуль; L – величина переміщення індентора; D – середній розмір зерна; AFM (АСМ)– атомний силовий мікроскоп (atomic force microscope); XRD – рентгенівська дифрактометрія (X-ray diffraction); РФЕС (XPS)– рентгенівська фотоелектронна спектроскопія (X-ray photoelectron scpectroscopy); ФІС (FTIR) – Фур’є перетворення – інфрачервона спектроскопія (Fourier transform infrared spectroscopy); PL (ФЛ) – фотолюмінісценція; PLE – збудження ФЛ спектрів (photoluminescence excitation); HMDS (ГМДС) – гексаметилдісілазан;  \f9  Raman (РС) – Раманавська спектроскопія; MD – молекулярна динаміка (molecular dynamics); DFT – теорія функціоналу електронної щільності (density functional theory); GGA – Усереднене градієнтне наближення для обмінно-кореляційного потенціалу (generalized gradient approximation); LDA – наближення локальної електронної щільності для обміннокореляційного потенціалу (local density approximation); PCF – парна кореляційна функція (pair correlation function); RMS – середньо-квадратичне відхилення (root mean square); ε,  - деформація і напруження, відповідно; Ecut, EF – енергія обрізки плоско-хвильового базису, рівень Фермі, відповідно DOS - щільність (електронних) станів (density of states); PHDOS – щільність фононних станів (phonon density of states); N(EF) – щільність (електронних) станів на рівні Фермі (DOS at EF); VB, CB – валентна смуга (valence band), смуга провідності (conduction band), відповідно; BZ – зона Бріллюена (Brillouin zone); МР - Monkhorst–Pack схема для сітки к-векторів у Зоні Бріллюена; VEC – концентрація валентних електронів (valence electron concentration); Ef – енергія утворення (formattion energy); SCCM – см3\/хв (simple cubic cantimeters); ВЕ – енергія зв’язку (binding energy); ML – моно шар; (IPR, or Q2) – степінь локалізації електронних станів (inverse participation ratio).  \f10  ВСТУП Тема ІІІ-35-17Ц виконана за постановою Бюро ВФТПМ НАН України від Виконується за постановою бюро ВФТПМ НАН України від 06. .16 р., протокол № 17. Проведено ретельний аналіз останніх досягень у синтезі та вивченні плівок та покриттів, котрі розглядалися в даному дослідженні. Підкреслені можливі напрямки у технології покриттів, котрі могли б значно поліпшити їх властивості. При виконанні тематичних завдань були використані плазмохімічна устанока, обладнання для дуального магнетронного розпилення та устанвка для відпалу осаджених плівок і покриттів. Були осджені і вивчені плазмохімічні аморфні SiCN:H покриття. Аморфні покриття AlMgBC, AlB 2, AlBC, AlBSiC, SiCN, BCN, SiBCN і AlN\/BCN були отримані шляхом магнетронного розпилення відповідних мішень в Ar-N2 атмосфері. Осаджені покриття відпалено у вакуумі і всебічно вивчені за допомогою XRD, AFM, TEM, FTIR, вимірів оптичних спектрів поглинання, фотолюмінісцунції, вольт-амперних характеристик, твердості по Кнупу, а також наноіндентування та трибологічних тестів. В роботі проведені першопринципні розрахунки аморфних SiCN, AlMgBC, AlN, AlB2, AlBC, AlBN різних  композицій.  Комбінований  підхід  осадження-еспериментальне  і  теоретичне дослідження –корекція процесу осадження дозволили не тільки віднайти оптимальні режими осадження покриттів, а й установити основні механізми формування їх властивостей. Розроблені  плівки  і  покриття  рекомендовано  для  довгострокового  використання в якості захисних та зносостійких шарів, наприклад в МЕМС, НЕМС та в напівпровідникових приладах (сонячних елементах, фотодетекторах, фотодіодах); в медицині для покриття імплантів невидимих для XRD; в побуті для покриття кухонного посуду жаростійкими низькофрикційними шарами. Звіт складається зі вступу, девяти розділів, висновків, списку цитованої літератури і додатків. В кожному розділі дано огляд літератури по проблемі і  \f11  сформульовано задачі дослідження. В кінці кожного розділу зведені висновки до даного розділу, а в кінці звіту представлені сумарні висновки по проекту. 1 ТЕХНОЛОГІЧНЕ ОБЛАДНАННЯ 1.1 Плазмохімічна установка PECVD На рисунку 1.1 приведена схема плазмохімічної установки (PECVD), котра була модифікована під завдаття проекту і використана для осадження напівпровідникових плівок Si-C-N із рідкого основного прекурсора вітчизняного виробництва – гексаметилдісилазану.  1 – Вакуумна камера; 2 – верхній електрод; 3 – електрод із підкладкою тримачем, що підігрівається; 4 і 5 – клеми, на який подається зміщення генератором G2 (5.25 МГц); 6 – система вакуумування; 7 – система подачі газів воднем із газоподібних та рідких прекурсорів (із барботера); 8 – система вимірів швидкості потоку реагентів; LC – низькочастотний фільтр; V – вольтметр для вимірів зміщення на підкладці; G1 – основний ВЧ генератор для збудження плазми (13.56 МГц); Р – вакуумметр  \f   Рисунок  1.1–  Схема  плазмохімічної  установки  для  осадження  напівпровідникових гідрогенізованих плівок 1.2 Установка для дуального магнетронного розпилення На рисунку 1.2 показана принципова схема установки для дуального магнетронного розпилення на прямому струмі (DC).  1, 2 – магнетрони з мішенями діаметром 72 мм і товщиною 4 мм; DC1, DC2 – джерела живлення магнетронів на постійному струмі; Switchboard – програмований перемикач роботи магнетронів; Substrate holder – підкладко тримач; Heat – нагрівач підкладок; Temp – прилад для  \f13 виміру і фіксації температури сталою; FM – вимірювач потоку газів в см 3\/хв.; Cooling system – система охолодження магнетронів водою, в котрій постійні магніти не омиваються водою  Рисунок 1.2 – Схема установки для дуального магнетронного розпилення 2 СТРУКТУРА, ОПТОЕЛЕКТРОННІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПЛАЗМОХІМІЧНИХ Si-C-N ПЛІВОК 2.1 Вступ Плівки карбонітриду кремнію (Si-C-N) привертають увагу дослідників завдяки їх унікальним оптоелектронним властивостям, таким як: мінливі ширина забороненої зони (0,96-5,6 еВ) та показник заломлення (1,44-2,2), висока прозорість у видимій частині спектру; відмінні механічні властивості, зокрема, висока твердість (до 38 ГПа), висока структурна та термічна стабільність, хороші абразивні якості та зносостійкість [1] – [7]. Комбінація цих властивостей обумовила ефективне застосування  плівок Si-C-N в напівпровідникових  пристроях, а також в якості зносостійких покриттів. Зокрема, такі плівки можуть бути  використані  в  якості  тонких  плівок  із  змінними  оптичними  характеристиками в датчиках ультрафіолетового світла, чутливих шарів в газових сенсорах, захисних та зносостійких покриттів оптоелектронних пристроїв та металевих поверхонь [7] – [10]. Плівки Si-C-N одержують різними методами хімічного та фізичного осадження із парової фази (CVD та PVD, відповідно), такими як посилене плазмою CVD (PECVD) [2], [5], [8], [11], [ ], термічне CVD (нагрів при високій температурі) [3], CVD осадження за допомогою нагрітої проволоки [9], [10], магнетронне розпилення [5], імпульсне лазерне осадження [13] та інші. Добре відомо, що властивості плівок дуже чутливі до параметрів осадження, а також використаних  прекурсорів.  Основними  параметрами  PECVD  методу  є  температура підкладинки, потужність розряду та негативне електричне зміщення на пдкладинці. При конденсації відбуваються два процеси: I) осадження плівки  \f14  завдяки хімічних реакцій між частинками, адсорбованими на поверхні плівки, що росте, та II) розпилення вже осадженого плівкового шару, яке відбувається внаслідок розриву слабких зв'язків на поверхні плівки. Останній процес сприяє ущільненню плівок та підвищує їх якість [2], [6]. Цими процесами можна керувати через умови осадження. Нещодавно був опублікований огляд властивостей Si-C-N плівок, осаджених різними методами [14]. Треба відмітити, що незважаючи на досить велику кількість експериментального матеріалу по SiC-N плівкам, дотепер всебічне дослідження плівок Si-C-N, в яких було б поєднано високі оптоелектричні та механічні властивості майже відсутні. Такі плівки могли б бути використані в напівпровідникових пристроях при їх експлуатації в екстремальних умовах. В наших експериментах плівки Si-C-N осаджували методом PECVD на підкладинки, на які подавали електричне зміщення (U зм). Для осадження використовували речовину гексаметилдісілазан (ГМДС) [5]. Оптоелектронні, механічні та структурні властивості осаджених плівок Si-C-N досліджували методами рентгенівської дифракції (РД), атомно-силової мікроскопії (АСМ), фур'є інфрачервоної спектроскопії (FTIR), рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (XPS), раманівської спектроскопії (РС), спектроскопії оптичної прозорості, наноіндентування. Вимірювали також спектри фотолюмінесценції (PL) та PL спектри збудження (PLI). Далі, задля спрощення, вирази «збільшення (зниження) електричного зміщення» буде означати зміну його абсолютного значення. 2. 2 Деталі експерименту Плівки Si-C-N були осаджені методом PECVD із ГМДС пари в суміші з азотом. Негативне електричне зміщення прикладали до підкладинок за допомогою високочастотного (5,27 МГц) генератора. ГМДС пару вводили в  \f15  реактор разом з воднем із барботера, який був нагрітий до 40 оС за допомогою термостата. Параметри осадження приведені в таблиці 2.1. Плівки осаджували на (100) орієнтовані пластини кремнію та прозорі пластини кварцу. Поверхневий шар оксиду на пластинах кремнію видаляли шляхом занурення на 3 хвилини в розчин (10%) плавікової кислоти. Остаточне очищення пластин відбувалось в водневій плазмі в камері реактора. Товщину плівок оцінювали за допомогою оптичного інтерференційного профілометра. Таблиця 2.1 - Параметри осадження Ud (В) FN2 (sccm) FH+HMDS (sccm) PC (Тоrr) TS (°С) PW (W\/сm2)  – 5, – 50, – 100, – 150, – 250 0.5   0.2 450 0.2  Поверхню плівок аналізували за допомогою АСМ-мікроскопу “NanoScope IIIa Dimension 3000 TM”. Структуру плівок досліджували методом РД (прилад ДРОН3М) в Cu Kα випромінюванні. FTIR вимірювання проводили в спектрометрі “FSM  02” LLC “Infraspek” в діапазоні частот 400–4000 см −1. XPS спектри вимірювали за допомогою приладу UHVAnalysis-System, SPECS (Mg Kα випромінювання, E= 53,6 eВ). Спектри XPS вимірювали після травлення поверхні плівки аргоном. Раманівські спектри вимірювали в діапазоні частот 100–3200 см −1 на мікроскопі Via Renishaw Raman, спорядженим He-Ne лазером з довжиною хвилі збудження 632,8 нм. PL та PLI спектри пропускання вимірювали за допомогою двохпроменевого оптичного спектрометру SPECORD-M40 в діапазоні довжин хвилі 200-900 нм. Спектри PL вимірювали при кімнатній температурі на експериментальному устаткуванні для реєстрації PL спектрів. Основним вузлом цього устаткування є автоматизований монохроматор SPM-2 (Carl Zeiss, Jena). Прилад дозволяє вимірювати інтенсивність спектрів PL при заданій довжині хвилі  \f16  у видимому діапазоні. Фотолюмінесценцію збуджували LED лазером малої потужності (~ 25 мкВт\/cм2, λ=405 нм). Аналіз показав, що такої потужності достатньо для збудження PL від об'ємних станів [15]. Такий лазер не призводить до нагріву плавок при оптичних вимірюваннях, що, на відміну від ртутних ламп, не знижує точність вимірювань. Спектри PLI визначали за допомогою приладу HITACHI MPF-4, оснащеного ксеноновою лампою. Перетворення аналогового вихідного  сигналу  в  цифровий  проводилось  цифровим  конвертором.  Вимірювання проводились в діапазоні 320–525 нм (3,88–2,36 eВ). Твердість плівок визначали на приладі NanoIndenter G200 (Agilent Technologies) в режимі безперервної жорсткості пірамідою Берковича. Нанотвердість (Н) та пружний модуль (Е) визначали методом Oliver-Pharr [16]. 2.3 Структура плівок  Щоб визначити структуру осаджених плівок, проводили XRD вимірювання. Дифрактограми від Si-C-N плівок на кремнієвих пластинах показані на рисунку 2.1. На них немає піків від кристалічних фаз, і це означає, що осаджені плівки аморфні. Піки при 2Θ ~ 33°, 62° тa 69° відповідають кремнієвій підкладинці.  а) – Uзм = −5 В; b) - Uзм = −250 В  \f17  Рисунок 2.1 − Дифрактограми від плівок Si-C-N, осаджених при Uзм = −5 В та 250 В 2.4 Морфологія поверхні та товщина плівок На рисунку 2.2 приведено АFМ зображення поверхні плівок, осаджених при Uзм=−5 В та −250 В. Розмір зони сканування 1 мкм×1 мкм. Видно, що плівки доволі гладкі, поверхня однорідна з невеликою шорсткістю. Значення RMS шорсткості (Rq) та середньої шорсткості (Ra) плівок, осаджених при різних значеннях Uзм складали Rq=0,33 нм тa Ra=0,27 нм (U зм= −5 В), Rq=0,27 нм тa Ra=0,22 нм (Uзм= −250 В). Ми бачимо, що підвищення електричного зміщення приводить до незначного згладжування поверхні плівок: електричне зміщення прискорює іони та заряджені частинки, і тим сприяє витравленню слабких зв'язків та, можливо, ущільненню плівок. Як наслідок, шорсткість плівок дещо зменшується, а їх товщина зростає від 200 нм до 700 нм при підвищенні U зм від −5 В дo −250 В.  а) - Uзм = −5 В; b) - Uзм = −250 В  Рисунок 2.2 − AFM зображення плівок, осаджених при Uзм = −5 В та Uзм = −250 В  \f18  2.5 Склад плівок Хімічний склад плівок визначали через дані, одержані методом XPS. Вміст Si, C, N та O в плівках приблизно є 36, 36, 14 тa 14 aт% тa 37, 41, 13 тa 9 aт% для плівок осаджених при Uзм= −5 В тa −250 В, відповідно. Підвищення концентрації вуглецю в плівках пов'язано із зниженням концентрації кисню, а концентрація кремнію та азоту не змінюється. Кисень в плівках може бути за рахунок остаточного кисню, який був абсорбований на стінках камери. Оскільки зменшення шорсткості плівок супроводжується зниженням концентрації кисню, отже певна кількість кисню може надійти із оточуючого повітря після осадження [17]. Ми не можемо оцінити вміст водню в плівках, оскільки XPS аналіз не дає такої можливості. В спектрах FTIR зв'язки водню видно ясно. До того ж смуги водню зменшуються із збільшенням Uзм, що вказує на те, що вміст водню при цьому знижується. Слід відмітити, що водень був визначений в гідрованих плівках Si-C-N методом пружного відновлення [18]. 2.6 Конфігурація хімічних зв'язків Аналіз структури хімічних зв'язків проводили за допомогою методу FTIR, XPS та Raman в плівках, осаджених на кремнієві підкладинки. На рисунку 2.3 приведені FTIR спектри від цих плівок. Таблиця 3.2 містить дані про смуги поглинання в плівках, осаджених при різних умовах. Для ідентифікації піків вказані також літературні дані [11], [13], [19] – [26]. Широка смуга поглинання 550- 50 см-1 притаманна плівкам Si-CN [5], [ ] і може бути обумовлена коливаннями Si–C, Si–N, Si–O, Si–H, C–N тa N–H зв'язків (табл. 3.2). Із рисунка 2.3 видно, що ця смуга змінюється із збільшенням U зм. Щоб з'ясувати походження цієї смуги, ми розклали її на декілька гаусіанів (рис. 2.3b). Кількість Si–O, Si–H, C–N\/N–H зв'язків, оцінена по площі відповідного гаусіана, зменшується, а Si–C зв'язків – збільшується із підвищенням електричного зміщення на підкладинці.  \f19  Такий перерозподіл конфігурації зв'язків може бути обумовлений стравлюванням слабких зв'язків під дією іонного бомбардування. Концентрація Si–N зв'язків залишається найвищою незалежно від Uзм.  а – числа від −5 дo −250 позначають U зм у вольтах; b - Розкладення FTIR спектрів в області 550– 50 см−1. Експериментальні спектри FTIR помічені пустими колами, а їх розкладення – червоними. Проведено також інверсію смуг  Рисунок 2.3 − FTIR спектри від плівок, осаджених при різних значеннях Uзм Смуга 1549–1553 см−1 може бути обумовлена C-C тa\/або C-N модами розтягування. Три смуги в області 2160–2220 см−1, 2865–2890 см−1тa 3370–3385 см−1 можуть відповідати коливанням зв'язків водню C≡N\/Si–H, C–H тa N–H, відповідно (табл. 2.3). Невелика смуга, що відноситься до коливань зв'язків N–H, присутня у всіх спектрах на рисунку 2.3а. Це означає, що зниження інтенсивності смуги в області 1157–1170 см−1(рис. 2.3b) відбувається внаслідок зменшення кількості C–N зв'язків. Інші невеликі смуги поглинання спостерігаються в області  50–3500 см−1.  \f20  Таблиця 2.2 − Положення піків в FTIR спектрах, показаних на рисунку 2.3, та їх ідентифікація по літературним даним FTIR зони  Зв’язок  (cм–1)  Посилання. Хвильове число (cm−1)  690-708*  Si-H  670-710 [19]  796-799*  Si-C  770-810 [20]  908-928*  Si-N  900-940 [19]  1023-1035*  Si-O  1000-1030 [19] 1030-1050 [13]  1157-1170*  C-N  1156-1198 [21]  N-H  1156-1198 [21] 1130-1160 [19]  1549-1553  C=C  1500-1850 [22] 1500-1600 [23]  C=N  1500-1850 [22] 1500-1600 [23] 1530-1725 [24]  2160-2220  C≡N  2100-2150 [19] 2 3-2202 [24]  Si-H  2100-2300 [11] 2105-2173 [11]  2865-2890  C-Hn  2857-2890 [25]  3370-3385  N-Hn  3350-3400 [26] 3342-3378 [25]  Позиція піків Гауссіан.  *  \f21  XPS спектри від осаджених плівок показані на рисунку 2.4. Інтенсивність спектрів Si2p тa N1s змінюється мало при зміні U зм, спектру C1s – збільшується, а спектру O1s – зменшується при підвищенні U зм. Піки в спектрах Si2p, C1s, N1s тa O1s від плівок, осаджених при Uзм= –5 В, мають положення 102,3 eВ, 284,8 eВ, 398,7 eВ тa 532,9 eВ, відповідно, і можуть бути обумовлені Si–O тa\/або Si-N [26], C–C [27] тa\/або C–N [28], N–C [29] тa O–Si [26] зв'язками, відповідно. Спектри одержані після травлення поверхні аргоном протягом 3 хв.  ·········− Uзм = 5 В;  − Uзм = 250 В  Рисунок 2.4 - XPS спектри від осаджених плівок Із збільшенням Uзм всі спектри зсуваються в бік менших значень енергії зв'язку. Для плівок, осаджених при Uзм= −250 В, пік Si2p при 101,5 eВ притаманний Si–N зв'язкам [26], [27], пік C1s при 284,2 eВ може бути обумовлений C–C зв'язками [30], пік N1s при 398 eВ пов'язаний з N–Si зв'язками [13], і пік O1s при 532,4 eV – із зв'язками O–Si [26]. Асиметрія XPS спектрів вказує на те, що вони не сформовані хімічними зв'язками в лише одному стані.  \f22  Щоб мати додаткову інформацію про структуру зв'язків в плівках, ми провели розкладання XPS спектрів на окремі гаусіани, які приведені на рисунку 2.5. Si 2p спектри для всіх плівок мають три гаусіани. Піки при 100,7–100,75 eВ, 101,85–102 eВ тa 103 eВ обумовлені Si–С [26], [29], Si–N тa Si–O [26] зв'язками, відповідно. Із рисунка 2.5 видно, що піки, притаманні Si–N зв'язкам, є переважними за інші піки. Рисунок 2.5 показує, що Si-N компонента зменшується, а Si-C – збільшується зі збільшенням Uзм, що узгоджується з результатами FTIR вимірювань (рисунок 2.3). В спектрах C1s три піки з положеннями 285,9 eВ, 284,8–284,85 eВ тa 283,9 eВ можна приписати C–N [29] – [31], C–C [30], [32] тa\/або C–H [33], [34] тa C–Si [35] зв'язкам, відповідно. Із збільшенням U зм до −250 В площа під C-N тa C-C\/C-H піками зменшується, а під C-Si – збільшується. Спектри N1s мають два гаусіани при 398,07 eВ тa 399,03–399,18 eВ, що вказує на присутність N–Si тa N–C\/N–H зв'язків [34], відповідно. Компонента N-C\/N-H зменшується із збільшенням Uзм. Пік Si-N зсувається в бік більших енергій зв'язку відносно піка Si–N зв'язків в a-Si 3N4 (397,64 eВ) [36], що може вказувати на формування сітки Si-C-N в осаджених плівках. Спектр O1s від плівки, осадженої при Uзм = −5 В, апроксимований одним гаусіаном при 531,0 еВ. Він відповідає Si– O зв'язкам. Подальше підвищення Uзм призвело до збільшення асиметрії цього піка і, як наслідок, стало можливим представити його у вигляді двох гаусіанів при 530,9 eВ тa 533,0 eВ. Ми припускаємо, що вони сформовані Si–O тa C–O зв'язками, відповідно. Отже, збільшення Uзм привело до появлення C–O зв'язків. Треба відмітити, що стан хімічних зв'язків в осаджених плівках Si-C-N, по даним XPS, узгоджується з результатами, одержаними методом FTIR. Ці результати означають, що формується сітка Si-C-N-O-H, в якій Si–C тa Si–N зв'язки переважають. Іонне бомбардування, спричинене електричним зміщенням на підкладках, сприяє як формуванню сильних зв'язків Si–C замість слабких зв'язків C–N, так і руйнуванню Si–H зв'язків. Такі зміни в хімічних зв'язках можуть привести до ущільнення плівок [6].  \f23  Раманівські спектри від осаджених плівок приведені на рисунку 2.6. Ця інформація дуже корисна для аналізу конфігурації зв'язків в матеріалах на основі кремнію та вуглецю. Добре відомо, що в Si-C-N плівках існують області, які збагачені кремнієм та вуглецем і які можна виявити за допомогою РС [37]. Експериментальні спектри позначені пустими колами, а їх розкладення – червоними. Числа −5 тa −250 означають Uзм (у вольтах).  Рисунок 2.5 − Розкладання спектрів XPS від плівок, осаджених при Uзм = −5 В тa Uзм = −250 В  \f24  Рисунок 2.6 − Раманівські спектри від плівок, осаджених при різних значеннях Uзм (нормалізовано на максимум піка)  \f25  В спектрах РС виявлено лише один пік при 520 см −1, який відноситься до кремнієвої підкладинки (рис. 2.6). Відсутність D-піка (біля 1360 см -1), який відповідає модам коливання sp2-гібридизованих атомів вуглецю в графітових кільцях в неупорядкованих формах вуглецю, а також G-піка (біля 1560 см -1), обумовленого витягуванням зв'язків sp2-гібридизованих атомів вуглецю в графітових кільцях та ланцюжках, можливо пов'язана із тим, що інтенсивна люмінесценція  зразків  у  досліджуваної  області  затьмарює  неінтенсивні  раманівські піки [38]. Щоб знизити інтенсивність люмінесценції, потужність лазеру була знижена до мінімуму, але люмінесценція все ж залишалась дуже інтенсивною. Ця люмінесценція типова для неупорядкованих полімерних вуглецевих матеріалів, в яких міститься відносно велика кількість азоту та водню [39]. Вочевидь, сильна люмінесценція, обумовлена присутністю в плівках великої кількості азоту та водню, робить неможливою ідентифікацію будь-яких особливостей раманівських спектрів [40]. Крім того, спектри, приведені на рисунку 2.6, вказують на неупорядкування сіток Si-C-N та відсутність вільних аморфних вуглецевих кластерів. Однак результати вимірювання методами XPS та FTIR вказують на присутність в плівках зв'язків C–C. Ми припускаємо, що ці зв'язки можуть бути окремими C–C зв'язками, оточеними атомами Si тa N [ ], [41]. 2.7 Оптоелектронні властивості Оптичну ширину забороненої зони (Eg) та показник заломлення (n) оцінювали за спектрами ultraviolet-visible пропускання. Оптичні спектри пропускання плівок Si-C-N, осаджених на кварцеві підкладинки при різних значеннях U зм, приведені на рисунку 2.7 а. Всі плівки показали достатньо високу оптичну прозорість (до 90 %) в області 400-900 нм. Збільшення Uзм від −5 В дo −250 В призвело до потемнення плівки (рис. 2.7b), що, ймовірніше, обумовлено зменшенням  \f26  забороненої зоні та збільшенням товщини плівки. Крім того, підвищення вмісту вуглецю може спричинити зсув краю полоси оптичного поглинання в бік більших довжин хвилі [7]. Інтерференційні кільця, які спостерігаються в області з низьким рівнем поглинання (рис. 2.7а), обумовлені багаторазовим відбиттям від двох поверхонь розділу: плівка\/повітря та плівка\/підкладинка. Інтерференційні кільця можуть виникнути в спектрах пропускання плівки, за умови, що: I) її товщина однорідна; II) поверхня плівки гладка та рівномірна; III) поверхні розділу мають доскональну структуру [42], [43].  (зліва направо): підкладинка без плівки; плівки, осаджені при Uзм= −5, −50, −100, −150 т, −250 В  Рисунок 2.7 а − Оптичні спектри  Рисунок 2.7 b − зображення  пропускання Si-C-N плівок  Si-C-N плівок  Інтерференційні кільця в спектрах пропускання можуть бути використані для визначення показника заломлення, n. Оцінку цього параметру проводили методом Swanepoel [42], який заснований на проведені огинальних кривих через екстремуми  інтерференційних  кілець  в  спектрі  пропускання.  Показник  заломлення як функцію довжини хвилі обчислюють за допомогою виразу:  ……………………..…………..(2.1)  \f27  де , ns = 1.51 − показник заломлення кварцової підкладинки (пропускання підкладинки без плівки становить 92 %); TM тa Tm – максимальне та мінімальне пропускання в межах огинальних кривих, відповідно. На рисунку 2.8 приведено залежність показника заломлення від довжини хвилі для плівок, осаджених при різних значеннях Uзм: із збільшенням Uзм відбувається підвищення n. Показник заломлення при 632 нм (рис. 2.8 a) зростає від 1,69 до1,92 при збільшенні Uзм від −5 В дo −250 В. З урахуванням значень показника заломлення SiO2 (n=1,47), Si3N4 (n=2,0), CNx (n=1,4–1,7) [24] тa SiC (n=2,4–2,8) плівок, значення n=1,69–1,92 може вказувати на присутність змішаних зв'язків Si–C–N–O в осаджених плівках Si-C-N.  а  а - зміна показника заломлення при 632 нм  Рисунок 2.8 − Залежність показника заломлення від довжини хвилі для плівок Si-C-N  \f28  Відомо, що показник заломлення залежить від щільності, морфології та хімічного складу плівки [8], [20], [44], [45]. Вище ми показали, що збільшення U зм привело до ущільнення плівки, зниження вмісту кисню та посиленню сітки Si-C. Ми вважаємо, що саме ці зміни в структурі плівок Si-C-N є відповідальними за збільшення показника заломлення із підвищенням Uзм (рис. 2.8). Ширину забороненої зони, Eg, визначають за графіком Tauc [46]: (αhν)1\/2 =A(hν−Eg), де α – коефіцієнт поглинання, А – константа, hν - енергія фотону. Tauc графіки для плівок, осаджених при різних значеннях Uзм та Eg, приведені на рисунку 2.9.  a  а – залежність ширини забороненої зони Eg від Uзм  Рисунок 2.9 − Залежність параметру (αhν)1\/2 від енергії фотону hν Видно, що ширина забороненої зони зменшується із збільшенням U зм. Таку зміну ширини забороненої зони можна пояснити через хімічні зв'язки з урахуванням результатів XPS та FTIR вимірювань. Плівки, осаджені при низьких Uзм, мають найбільші значення Eg серед інших плівок завдяки значній кількості Si–N тa Si–O зв'язків. Збільшення Uзм привело до збільшенню кількості зв'язків  \f29  Si–C та зменшенню кількості зв'язків Si–O. Такі зміни в конфігурації зв'язків, обумовлені збільшенням Uзм, сприятимуть звужуванню забороненої зони, оскільки цей параметр в карбіді кремнію є меншим, ніж у нітриді кремнію та оксиді кремнію. Слід відмітити також, що велике U зм спричиняє іонному бомбардуванню поверхні плівки, що призводить до руйнування зв'язків Si–H. В результаті кількість щільових станів збільшується а заборонена зона звужується. Спектри PL від плівок, осаджених на кремнії при різних значеннях U зм, приведені на рисунку 2.10. Видно, що спектри дуже чутливі до величини U зм. Спектри PL від плівок, осаджених при Uзм= −5 В тa −50 В, містять лише один пік з максимумом при 530 нм, а в спектрах від плівок, осаджених при самих високих значеннях Uзм, спостерігаються два піки при 535 нм тa 645 нм (U зм = −150 В) тa 570 нм тa 640 нм (Uзм = −250 В). Довжина хвилі збудження 405 нм.  Рисунок 2.10 − Спектри PL від плівок, осаджених при різних значеннях Uзм Щоб з'ясувати походження піків PL, проаналізуємо спектри PLE від плівок, осаджених при Uзм= −5 В тa −150 В (рис. 2.11). При вимірюванні цих спектрів інтенсивність фотолюмінесценції при фіксованій довжині хвилі визначається як функція довжини хвилі випромінювання. Кожен пік PLE відповідає конкретному процесу поглинання світла. Для ясної інтерпретації треба спочатку розглянути спектри PLE від плівок, осаджених при великих значеннях зміщення. Спектри  \f30  PLE від плівки, осадженої при U зм = −150 В, одержували при довжинах хвилі 540 нм та 650 нм. В спектрах для цієї плівки спостерігаються три піки з центрами 360 нм, 410 нм тa 490 нм (рис. 2.11). Положення цих піків практично співпадають в обох спектрах PLE. Це означає, що піки обумовлені процесом поглинання в одній мережі, сформованій у всій плівці. Щоб ідентифікувати ці піки, ми використали літературні дані [47] – [50]. Пік при 360 нм відображає characteristic light absorption line кубічного SiC [47], а пік при 410 нм може бути обумовлений кисневими дефектами та сформованою сіткою Si–C–O в плівці [48]. Слід відмітити також, що ці два піки знаходяться в області 340-400 нм, що є характерним для поглинання світла в Si3N4 [49]. Положення піку 490 нм є дуже близьким до положення 500 нм в спектрах PLE від пористого SiC [50]. Довжина хвилі збудження в інтервалі 275–525 нм.   − 5В (λm = 530nm); ······ − 150В (λm = 540nm); ·-·-·-· − 150В (λm = 620nm)  Рисунок 2.11 − Спектри PLE від плівок Si-C-N, осаджених при різних значеннях Uзм Спектр PLE від плівки, осадженої при U зм= −5 В, вимірювали при фіксованій довжині хвилі 530 нм. В спектрі спостерігається лише один широкий асиметричний пік в області 330-480 нм. Оскільки плівка, осаджена при низькому  \f31  значенні Uзм, містить велику кількість зв'язків Si–N, то можна припустити, що сітки Si-N тa Si-N-O є відповідальними за її фотоемісію. Однак в нашому випадку ми спостерігали лише один інтенсивний широкий пік, а не три вузьких, як у випадку плівки, осадженої при високих значеннях Uзм. Висока ступінь невпорядкованості аморфної структури та велика кількість зв'язків Si–N в плівці, осадженої при низькому значенні U зм, можуть обумовити інтенсивний широкий пік, приведений на рисунку 2.11. Поява додаткових піків при 650 нм в спектрі PL та при 490 нм в спектрі PLE від плівки, осадженої при високому значенні U зм, які відсутні в спектрах плівок, осаджених при низьких значеннях U зм, може бути обумовлена сітками Si-C тa Si-C-N, що узгоджується з результатами вимірювань методами FTIR та XPS. Отже, результати, приведені на рисунках 2.10 та 2.11, дозволяють зробити висновок про те, що структура PL спектрів з одним та двома піками обумовлена сітками Si-C-N-O-H, збагаченими азотом та вуглецем. 2.8 Механічні властивості Залежність нанотвердости (Н) та пружного модуля (Е) плівок, осаджених при різних значеннях Uзм, приведена на рисунку 2.  як функція глибини індентування.  Рисунок 2.  a − Залежність  Рисунок 2.  b − Залежність  нанотвердості H від глибини  пружного модуля E від глибини  \f32  індентування L плівок, осаджених при  індентування L плівок, осаджених при  різних значеннях Uзм  різних значеннях Uзм  \f33  Видно, що і нанотвердість, і пружний модуль зростають від 14,5 ГПa дo 24 ГПa тa від 147 ГПa дo 195 ГПa, відповідно, при підвищенні U зм від −5 В до −250 В. Залежність Н та Е від U зм для глибини індентування 60 нм приведена на рисунку 2.13.  Рисунок 2.13 a − Залежність  Рисунок 2.13 b − Залежність пружного  нанотвердості H від Uзм  модуля E від Uзм  Було встановлено, що негативне електричне зміщення на підкладинці істотно впливає на механічні властивості плівок Si-C-N: Н та Е зростають із збільшенням Uзм. Відомо, що нанотвердість аморфних плівок Si-C-N залежить від концентрації зв'язків Si–N тa Si–C [5], [6]. В нашому випадку підвищення U зм приводить до посилення іонного бомбардування, що сприяє очищенню поверхні плівки від слабо зв'язаних кластерів C-N, Si-H тa Si-O та атомів кремнію та вуглецю, які виділились із Si–C зв'язків, що підтверджується вимірюваннями методами FTIR та XPS. Отже, підвищення твердості плівок відбувається внаслідок зміцнення сітки Si-C. Ущільнення плівок, осаджених при великих U зм, також може сприяти підвищенню міцності [6], [30]. Ми проводили відпал аналогічних аморфних гідрогезованих плівок Si-C-N до температур  00 0С і виявили, що вони зберігають аморфну структуру а твердість змінювалась на 5-10%. Кофіцієнт тертя був у межах 0.07-0.15. Ці результати були  \f34  представлені в попередніх звітах. Ми вирішили представити ці результати тут оскільки вони дають повну характеристуку властивостей осаджених плівок. Висновки до відділу 2 Гідровані плівки Si-C-N осаджені методом PECVD із застосуванням речовини ГМДС при різних значеннях електричного зміщення Uзм на підкладинках в інтервалі −5 ÷ −250 В. Осаджені плівки були аморфними з ультра-низькою шорсткістю поверхні. Плівки досліджували методами FTIR, XPS та РС. Встановлено, що в плівках присутні переважно Si–C, Si–N тa Si–O зв'язки. Були також відмічені зв'язки Si–H, C–H тa N–H, які утворились із аморфної гідрованої сітки Si-N-C-O-H. Збільшення Uзм приводить до посилення бомбардування іонами та сприяє очищенню поверхні плівки, що росте, від слабо зв'язаних кластерів C– N, Si–H тa Si–O, виділенню атомів кремнію та вуглецю із нових сильних зв'язків Si–C. Зроблене припущення про те, що збільшення твердості обумовлене зміцненням сітки Si-C. Плівки виявили хорошу прозорість (до 90%) у видимій області спектру. Збільшення показника злому при підвищенні U зм є наслідком звужування забороненої зони, обумовленого зменшенням кількості зв'язків Si–O тa Si–H та збільшенням кількості зв'язків Si–C. Всі плівки показали видиму фотолюмінесценцію (PL) при кімнатній температурі. Спектри PL плівок, осаджених при Uзм= −5 В тa −50 В, містили максимум при 530 нм, обумовлений сіткою Si-C-N-O-H, збагаченою азотом. Подальше підвищення U зм призвело до зсуву максимуму в бік більших довжин хвилі та появі додаткового піка при 650 нм. Такі зміни в спектрах PL обумовлені зміцненням зв'язків Si–C в сітці Si-C-NO-H. Зміцнення зв'язків Si–C також є відповідальним за підвищення міцності: плівки, осаджені при високих значеннях Uзм, мали твердість більшу, ніж 24 ГПа. Результати дослідження показали, що плівки Si-C-N, одержані методом PECVD із ГМДС речовини, можуть бути рекомендовані для їх використання в  \f35  напівпровідникових пристроях в екстремальних умовах, завдяки хорошим оптичним властивостям, високій твердості та низькій шорсткості поверхні плівок.  \f36  3. ВПЛИВ АЗОТУ НА СТРУКТУРУ ТА ВЛАСТИВОСТІ АМОРФНОГО SIC: МОДЕЛЮВАННЯ ЗАСОБАМИ ПЕРШОПРИНЦИПНОЇ МОЛЕКУЛЯРНОЇ ДИНАМІКИ В даному розділі вивчали структурні, механічні та електронно-структурні властивості аморфних карбідів кремнію та карбонітридів кремнію залежно від хімічного впорядкування та вмісту азоту, відповідно, за допомогою моделювання засобами першопринципної молекулярної динаміки. Досліджено структуру, хімічний зв’язок, електронну структуру, механічні властивості (модулі пружності, коефіцієнт Пуассона, співвідношення B\/G, твердість по Віккерсу, температуру Дебая та в’язкість при руйнуванні). Встановлено, що збільшення вмісту азоту в карбонітридах та зменшення хімічного впорядкування в карбідах спричиняють послаблення мережі Si-C, посилення мережі C-C, зменшення чотирикратної координації та збільшення трикратної координації Si атоми на C атомів. Всі ці фактори призводять до погіршення механічних властивостей. Сплави з високим вмістом азоту мають бути широкозонними напівпровідниками з розрахованими зазорами рухливості в діапазоні 2,9-4,2 еВ. Розраховані дані були використані для інтерпретації наявних експериментальних результатів. 3. 1 Вступ Аморфні негідровані карбіди кремнію (a-SiC) та карбонітриди кремнію (aSiCN), нанесені різними методами, є перспективними матеріалами для різних застосувань, особливо в електронних та MEMS (мікроелектромеханічних системах) пристроях, таких як діоди, TFT, датчики, RF MEMS та BioMEMS [51], [52], терморезистори у високотемпературному діапазоні [53], як захисні, зносостійкі та стійкі до окиснення покриття [54] – [56]. Враховуючи технологічне значення цих плівок, не дивно, що вони все ще інтенсивно вивчаються. Велика увага приділялася вивченню впливу хімічного впорядкування в a-SiC та вмісту азоту в a-SiCN на їх структуру та властивості.  \f37  Зокрема, було показано, що хімічне впорядкування плівок a-SiC дуже чутливе до умов їх синтезу. Експериментальна ситуація всебічно узагальнена в [57]. Коротко згадаємо лише дослідження, що стосуються теми цієї роботи. Спроул та ін. інтерпретував структуру плівок a-SiC як гетероядерну зв’язану випадковою тетраедричною мережею, і невпорядкованість була зумовлена не зайнятістю вузлів, а їх положенням [58]. Таким чином, їх плівки демонстрували переважно гетероядерні зв’язки. Горман і Солін [59] інтерпретували мережу плівкових зв'язків як пряме свідчення гомоядерних зв'язків та існування як графітоподібних, так і алмазоподібних конфігурацій вуглецю. Ель Хакані та ін. виявивили у плівках a-SiC лінійне збільшення твердості та модуля Юнга з ростом щільністі зв'язків Si-C [60]. Структуру та механічні властивості плівок a-SiCN, осаджених магнетронним розпиленням, досліджували в [53], [61] – [66]. Xiao та ін. [61] виявили різні хімічні зв’язки у плівках, такі як C-N, C = N C  N, Si-C та Si-N. Hoche та ін. [62] показали, що в плівках переважають зв’язки Si-C. Існує розбіжність в оцінці залежності твердості плівок a-SiCN від концентрації азоту. Sundaram та ін. al. [63] показали, що нанотвердість та модуль пружності мають тенденцію до зростання (з 5,8 до  ,2 ГПа та з 73,5 до 117,8 ГПа відповідно) із збільшенням кількості азоту. З іншого боку, ці значення зменшилися приблизно з 22 ГПа до 18,5 ГПа та з 294 ГПа до 188 ГПа відповідно, коли вміст азоту збільшували до 40 ат. % (рис. 2 у [64]). Козак та ін. [65] отримали подібну композиційну залежність нанотвердості та модулю пружності: вони зменшувалися відповідно з 22,5 ГПа до 16,5 ГПа та з 208 ГПа до 166 ГПа відповідно зі збільшенням витрати азоту до 20 см3\/хв. Про електричну та оптичну характеристику плівок a-SiCN повідомляється дуже мало [53], [66], [67]. Komatsu та ін. [53] показали, що електричний опір плівок експоненціально зростає з вмістом азоту. Для плівок, осаджених магнетронним напиленням, Alizadeh і Sundaram [66] встановили, що в невеликому діапазоні співвідношень N2\/Ar азот діяв як добавка для плівок SiC, а подальше збільшення азоту спричиняло різке збільшення питомого опору та значення досягали 1010 cm, що свідчить про утворення ізоляційних плівок SiCN. Інші  \f38  важливі кореляції між співвідношенням N2\/Ar та оптоелектронними властивостями були виявлені цими авторами: ширина смуги та оптична пропускна здатність плівок a-SiCN зростали зі збільшенням співвідношення N2\/Ar [67]. Теоретично атомну будову a-SiC досліджували в роботах [68] – [72]. Вичерпний огляд цих робіт був наведений у [68]. Атомні конфігурації та щільність станів a-SiC були проаналізовані як функції хімічного впорядкування в рамках  методу  сильного  звязку  [68]  та  першопринципного  методу  псевдопотенціалу [69]. Finocchi та ін. [57] здійснили моделювання засобами молекулярної динаміки із перших принципів (FPMD) і дійшли до висновку, що aSiC не має хімічного порядку і містить значну частину гомоядерних зв’язків C – C (40–45%). Було виявлено, що атоми С знаходяться в вузлах sp 2 і sp3. На противагу цьому, Kelires [70], використовуючи МД моделювання на основі емпіричного потенціалу Терсоффа [71], виявив більш сильне хімічне впорядкування, але половина атомів С була потрійно координованою. Терсофф [72] використав ту саму процедуру, але емпіричний потенціал вуглецю був пристосований лише до структур, не пов'язаних з  звязками. В результаті його теоретичний зразок демонстрував часткове хімічне впорядкування. Потенціал Терсоффа також використовувався при МД моделюванні для вивчення атомних конфігурацій плівок a-SiC [73] та механічних властивостей кристалічних, нанокристалічних та аморфних Si та SiC [74]. Першопринципні дослідження аморфних карбонітридів кремнію проводились у кількох роботах [75] – [78]. Lehmann та ін. [75] вивчали структуру, картину зв’язку та модуль Юнга плівок a-SiCN, використовуючи як експериментальні, так і теоретичні процедури. Для інтерпретації залежності конфігурацій зв’язків та модулю Юнга від вмісту вуглецю було проведено МД моделювання сплавів aSiCN [75]. Три топологічно різні моделі SiCN, SiCN, Si 72C36N48, Si32C16N48 and Si48C16N64,, побудовані на основі емпіричних мережевих структур, були розглянуті як вихідні для подальшого FPMD моделювання [76]. Досліджено атомні конфігурації, об'ємні модулі та спектри коливань цих моделей [76]. Аморфні  \f39  зразки SiC, SiN, Si3N4 та Si0.375 C0.375N0.25 були отримані з використанням МД моделювання із перших принципів для пояснення структурних та фотоемісійних властивостей плівок a-SiCN: H [77], [78]. Короткий огляд, наведений вище, показує, що, незважаючи на наявний експериментальний матеріал, ще немає систематичних першопринципних досліджень впливу хімічного впорядкування в a-SiC та вмісту азоту в a-SiCN на структурні, механічні та оптоелектронні властивості цих сплави. У цій роботі ми прагнемо заповнити цю прогалину у вивченні сплавів a-SiC та a-SiCN. 3.2 Деталі розрахунків Початкові  8-атомні суперкомірки типу CsCl були обрані для утворення аморфних сплавів а-(Si0.5C0.5)(1-x)Nx (або a-SiCN зразків) із складами Si 64C64 (x = 0); Si57C57N14 (x  0.11); Si50C50N28 (x  0.22); Si43C43N42 (x  0.33). Для зручності ми назвали ці зразки відповідно S00, S11, S22 та S33. Обсяги вихідних суперкомірок оцінювали з урахуванням об’ємів комірок -SiC (просторова група F-43m, № 216) та -Si3N4 (просторова група P63\/m, № 176). До FPMD моделювання всі ці структури були рандомізовані. FPMD моделювання проводили при нульовому тиску в ансамблі NPT (постійні кількість атомів - тиск - температура). Об’єми суперкомірок регулювали за допомогою методу Parrinello і Rahman [79]. Точка Γ була використана для інтегрування в зоні Бриллюена. Крок часу складав близько 10-15 с. Температуру контролювали шляхом масштабування швидкостей частинок з допуском ± 100 К. Початкові структури урівноважували при 4500 К протягом 3 пс, а розплави охолоджували до 300 К протягом 27 пс до остаточної релаксації. Для того, щоб дослідити вплив хімічного впорядкування на властивості a-SiC, ми генерували  64-атомний  зразок  з  високим  хімічним  упорядкуванням,  використовуючи емпіричний потенціал Терсоффа [72], дотримуючись процедури, описаної в [68]. Остаточний зразок (названий як S00-1) урівноважували при 300 K протягом 3 пс в рамках FPMD, а потім релаксували.  \f40  Для  FPMD  моделювання  та  оптимізації  геометрії  використовували  першопринципний код Quantum ESPRESSO [80]. Були використані ультрам'які псевдопотенціали, а для опису енергії та потенціалу обмінної кореляції розглядали узагальнене градієнтне наближення (GGA) [81]. Енергія обрізки плоско хвилевого блоку становила 408 еВ, а для інтегрування в зоні Бриллюена була використана гаусова схема розмиття параметром розмивання 0,272 еВ. У розрахунках великомасштабних систем використовували (2 2 2) k-точкову сітку Monkhorst-Pack, а в розрахунках -SiC і -Si3N4 були використані сітки (8 8 8) та (4 4 6) відповідно. Релаксація всіх вихідних структур та аморфних зразків після FPMD моделювання проводилася шляхом релаксації як базисних векторів, так і розташування атомів за допомогою методу Broyden-Fletcher-Goldfarb-Shanno (BFGS) [82]. Оптимізацію геометрії завершували, коли атомні сили були меншими за 25,7 меВ\/Å, напруження менше 0,05 ГПа, а зміни повної енергії не більше ніж на 0,001 еВ. Криві напруження-деформація були розраховані з використанням  8-атомних суперкомірок та алгоритму, описаного в [83]. Напруження зсуву розраховувалась наступним  чином  [83]:  спочатку  система  була  деформована  шляхом  елементарного зсуву, тоді двогранний кут між векторами суперккомірок, що відповідає даному зсуву був зафіксований, і одночасно базові вектори суперкомірок та атомні координати були релаксовані. Для деформації зсуву структурні параметри на попередньому етапі були використані для розрахунку напруження Гельмана-Фейнмана на наступному кроці. Визначивши модулі зсуву (G) за кривими деформації напруження-зсув та об'ємний (B) за рівнянням станів Murnaghan, модуль Юнга (E) та коефіцієнт Пуассона () були оцінені за виразом E = 9BG\/(3B+G) та  = 1\/6 (3-E\/B) [84]. Твердість по Віккерсу (HV), температуру Дебая (D) та тріщиностійкість (KIC) виражали за допомогою розрахованих модулів пружності [85], [86], [87]. Для розрахунку електронної щільності станів (DOS) був використаний метод тетраедра, реалізований у коді “Quantum ESPRESSO” [80].  \f41  Для опису структури аморфних матеріалів ми розрахували константи решітки та значення B, G, E, B\/G, , D, HV і KIC -SiC and -Si3N4. Ці значення наведені в таблиці 3.1 у порівнянні з тими, що отримані в інших експериментальних та теоретичних дослідженнях. Можна побачити, що розрахункові значення добре узгоджуються з відповідними експериментальними та теоретичними характеристиками інших авторів, що підтверджує надійність наших обчислювальних процедур. Однак слід відзначити розбіжності в оцінках твердості Si3N4 в експерименті та розрахунку (див. табл. 3.1). Ми припускаємо, що заниження твердості в розрахунках порівняно з твердістю, визначеною в експерименті, може бути обумовлено рядом структурних дефектів та внутрішнім напругам, властивим кераміці Si3N4 [88]. Таблиця 3.1 - Розраховані модулі об'ємний (B), зсуву (G), Юнга (E), коефіцієнт Пуассона (), співвідношення B\/G, температура Дебая (D), твердість по Віккерсу (HV) та в'язкість при руйнуванні (тріщіностійкість) (K IC) для -SiC і -Si3N4. Доступні експериментальні дані та результати DFT-GGA розрахунків інших авторів також наведені для порівняння  a c B G E B\/G D HV KIC (Å) (Å) (ГПа) (ГПа) (ГПа) (K) (ГПа) (MPaм1\/2) -SiC 4.378 2  187 433 0.16 1.13 1147 32.2 3.06 a b b b b b b c 4.358 225 192 448 0.17 1.17 1111 31.0 3.1-4.0d 4.377e 225e 197e 457e 0.16e 1.14e 1146f 34.5e 3.11e 4.340f 211f 187f 433f 0.16f 1.13 -Si3N4 7.664 2.927 234 119 304 0.28 1.97 931  .6 2.47 g g h h h h h h 7.632 2.919 249  3 317 0.29 2.02 17-21 1.5-2.0i 7.595j 2.902j 226j 132j 331j 0.26j 1.71j  .1k 2.48k 7.660l 2.926l 234l  0l 307l 0.28l 1.95l a EXP. PDF [065-0360]; bEXP. Ref. [89]; cEXP. Ref. [85]; dEXP. Ref. [90]; eDFT-GG.Ref. [86]; f DFT-GGA. Ref. [91]; gPDF [076-1417]; hEXP. Політип Si3N4 невідомий. Ref. [92]; iEXP. α-Si3N4. Ref. [93]; jDFT-GGA. Пружні модулі оцінені із пружних констант, приведених в Ref. [94]; kDFTGGA. Результат для α-Si3N4. Ref. [86]; lDFT-GGA. Ref. [95]. Phase  3.3 Структура та хімічний зв'язок в аморфних SiCN сплавах Атомні конфігурації аморфних зразків показані на рисунку 3.1. На рисунку 3.2 показані парні кореляційні функції (PCF) для аморфних  8-атомних зразків.  \f42  Кореляції між найближчими сусідами (NN) Si-Si, Si-C, Si-N, C-C і C-N з положеннями піків (in Å) 2.34 (2.35, Si PDF [0750590]), 1.90 (1.89, -SiC PDF [0650360]), 1.76 (1.74, -Si3N4 PDF [076-1417]) 1.52-1.46 (1.54, діамант PDF [089-3441]; 1.43, графіт PDF [041-1487]), 1.45-13.7 (1.46, -C3N4 PDF [050-15 ]), відповідно, чітко спостерігаються для всіх аморфних сплавів. У дужках для порівняння також показано довжину зв’язку, що відноситься до цих кореляцій у кристалах. Можна побачити, що середня довжина NN зв'язку у сплавах дуже близька до такої у відповідних кристалічних фазах. NN кореляції C-N з'являються лише в сплавах з високим вмістом азоту (x> 0,11, S22, S33). NN кореляції N-N, подібні до таких в молекулі N2, відсутні у всіх зразках. Піки NN C-C та C-N зміщуються у бік невеликих довжин зв’язків із збільшенням вмісту азоту. Також виявлені наступні кореляції між наступними ближчими сусідами (NNN), за винятком Si-N (див. Рис. 3.2). Для мережі C-C при збільшенні вмісту азоту пік кореляцій NNN зміщується від 2,53 Å до 2,46 Å. Ці значення близькі до таких у алмазі (2,52 Å), C 3N4 (2,53 Å) та графіті (2,47 Å). Звідси випливає, що в мережі C-C є алмазоподібні та графітоподібні фрагменти, і графітоподібна мережа зміцнюється при збільшенні кількості азоту. Кореляції NNN Si-Si з піком при 3.1 Å дуже близькі до кореляцій у -SiC (3.1 Å) та -Si3N4 (3.0 Å). Відстані NNN Si-C зв'язків зменшуються з 3,03 Å до 2,81 Å із збільшенням x. Пік NNN C-N при 2,95 Å порівнянний з таким у C3N4 (3,04 Å). Відстань зв’язку NNN N-N наближається до значення в -Si3N4 (2,85 Å) при збільшенні вмісту азоту. Утворення нових зв’язків C-N, C-C, Si-N при включенні азоту в a-SiC призводить до зменшення об’ємів зразків:  ,16, 11,21, 10,72 та 10,47 (у Å3\/атом) для S00, S14, S22 і S33, відповідно, і до зміщення деяких піків PCF у бік малих відстаней зв’язку. Об’єми зразків зменшується також при збільшенні хімічного впорядкування в a-SiC з  ,16 Å 3\/атом до 11,24 Å3\/атом.  \f43  a - S00-1; b - S00; c - S11; d - S22; e - S33  Рисунок 3.1–Атомні конфігурації зразків  Рисунок 3.2 – Парні кореляційні функції (PCFs)  8-атомних a-SiCN зразків  \f44  На рисунку 3.3 ми порівнюємо PCF аморфного карбіду кремнію з різним ступенем хімічного впорядкування з PCF, визначеною експериментально [96]. Видно, що обчислені функції відтворюють усі ознаки експериментальної парної кореляційної функції. Піки C-C і Si-Si зменшуються відносно Si-C з підвищенням хімічного впорядкування. У хімічно впорядкованому a-SiC ці піки повністю відсутні. Для порівняння також показана експериментальна функція PCF (EXP) [96].  Рисунок 3.3 – Функції парної кореляції (PCF) зразків a-SiC Вище, на основі аналізу PCF, ми припустили, що нітрогенізація аморфного карбіду кремнію повинна спричинити збільшення спотворених графітоподібних кластерів. Для перевірки цього припущення ми розрахували розподіл кутів між зв’язками, g(α), для нітрогенізованих та не нітрогенізованих зразків та провели їх деконволюцію за допомогою гаусових компонентів. Результати розрахунків представлені на рисунку 3.4. Ми зробимо акцент на аналізі двох основних компонентів g (α) з центром навколо 109-1  ° та  3- 5 °, позначених на рисунку 3.4 як «sp3» та « sp2 », відповідно. Оскільки піки sp3 та sp2 розташовані близько до 109,5 ° та  0 ° відповідно, ми припускаємо, що вони можуть бути пов'язані з атомами вуглецю, розташованими у спотвореному алмазоподібному оточенні (sp3 -гібридизація та α = 109,5 °) та у графіто - подібному оточенні (гібридизація sp2, α =  0°). Чітко видно, що пік sp 2 збільшується відносно піку sp3  \f45  при зменшенні хімічного впорядкування та при нітрогенізації a-SiC. Піки при 85 ° - 95 ° вказують на високу рандомізацію вуглецевої мережі. Таким чином, ці результати можна розглядати як підтвердження, зробленого вище припущення про вплив азоту на мережу C-C.  зелені пунктирні, сині суцільні, темні пунктирні лінії – деконволюційні компоненти Гауса; червоні суцільні лінії – їх сума  Рисунок 3.4 – Розподіл по кутам, g (α), для зразків аморфного карбіду кремнію з високим (S00-1) та низьким (S00) хімічним упорядкуванням, а також для зразка збагаченого азотом карбонітриду кремнію (S33) Для того, щоб краще зрозуміти картину зв’язків згенерованих зразків, ми обчислили відсотки гетерополярних та гомополярних зв’язків (m ij, i, j = Si, C, N) та координаційне число кожного сорту атомів (ni). Результати представлені в таблиці 3.2. З неї випливає, що m SiC більший у S00-1, ніж у S00, що вказує на те, що  перший  зразок  є  більш  хімічно  впорядкованим.  Міра  хімічного  \f46  невпорядкування  = mCC\/mSiC [72] дорівнює 0,43 та 0,65 для S00-1 та S00 відповідно, що порівняно з  = 0,5 у емпіричному MC моделюванні [72] та менше ніж  = 0,9 у FPMD розрахунках [57]. Зрозуміло, що для ідеального хімічного порядку немає зв'язків C-C і  = 0. Для абсолютно невпорядкованої системи  = 1. Утворення сплавів карбонітриду кремнію відбувається шляхом заміщення атомів Si та C атомами N. Цей процес супроводжується утворенням нових зв’язків Si-N та C-N та розривом зв’язків Si-Si, Si-C та C-C. Якщо зв'язки Si-N і C-N будуть такими ж міцними, то значення m SiSi, mCC та mSiC зменшуватиметься а mSiN і mCN пропорційно зростатимуть. Однак азот переважно взаємодіє з атомами Si. В результаті відсоток зв'язку Si-Si та Si-C зменшиться, а відсоток зв'язку C-C зросте, що ми спостерігаємо в таблиці 3.2. Збільшення вмісту азоту призводить до збільшення nSi та до зменшення nC. Координація атомів N практично не залежить від їх концентрації і наближається до 3,0, як у Si3N4. Таблиця 3.2 – Відсотки гетерополярних та гомополярних зв’язків (m ij, i, j = Si, C, N) та координаційне число атома i = Si, C, N (ni) утворених зразків Sample Atom Si (%) S00-1 Si 33.33 C 69.84 S00 Si 44.96 C 60.68 Si 22.59 S11 C 66.51 N 100.0 Si 22.64 S22 C 46.96 N 92.94 Si 14.66 S33 C 37.16 N 86.40  C (%) 66.67 30.16 55.04 39.2 59.83 33.49 0.00 40.09 49.72 7.06 28.80 51.35 13.60  N (%) 0 0 0 0 17.57 0.00 0.00 37.26 3.31 0.00 56.54 11.49 0.00  ni 4.  3.94 4.03 3.66 4.19 3.77 3.00 4.24 3.62 3.04 4.44 3.44 2.98  Обрізання довжини зв’язку для певної кореляції дорівнює відстані, що відповідає першому мінімуму в парній кореляційній функції для цієї кореляції.  \f47  3.4Механічні властивості Ми розрахували внутрішню напругу () сплавів як функцію зсувного деформації xy. Розраховані криві напруження-деформація показані на рисунку 3.5. Ми припустили, що структури аморфних зразків були близькі до ізотропних, тобто (xy)  (yz) (xz). Як буде показано нижче, це припущення хоча б частково підтвердилося. Ідеальна міцність на зсув (максимальна напруга до руйнування) становила 17,2, 15,1, 15,0, 13,8 та 8,7 (у ГПа) для S00-1, S11, S33, S22 та S00 відповідно. Слід зазначити цікавий факт - деякі аморфні зразки (S00, S22 і S33) зміцнюються під час деформації і мають широку пластичну область, характерну для аморфних матеріалів.  Рисунок 3.5 – Криві напруження – деформація зсуву (xy) Розрахувавши залежності (xy) та об'ємні модулі, ми оцінили інші характеристики міцності аморфних сплавів. Усі ці характеристики наведені в таблиці 3.3. Тут слід зазначити, що відношення B\/G вказує на крихку (B\/G <1,75) або пластичну (B\/G> 1,75) поведінку матеріалу. Для оцінки точності визначення G ми обчислили модулі пружності для S00-1, використовуючи код ElaStic [84] (див. табл. 3.3). Можна зробити висновок, що в першому наближенні наш підхід до оцінки модуля зсуву цілком прийнятний. Спочатку проаналізуємо вплив  \f48  хімічного впорядкування на механічні властивості a-SiC. Було видно, що модулі пружності, а також значення HV, D і KIC зростають із хімічним упорядкуванням, і навпаки, коефіцієнт Пуассона та співвідношення B\/G зменшуються, що вказує на те, що a-SiC стає міцнішим та більш крихким із збільшенням хімічного впорядкування. Тепер повернемося до аналізу механічних властивостей сплавів a-SiCN. Збільшення вмісту азоту спричиняє зменшення модулів G та E, твердості по Віккерсу та температури Дебая та збільшення значень B та  та співвідношення B\/G (див. табл. 3.3). Останнє вказує на те, що сплави a-SiCN з високим вмістом азоту повинні бути пластичними матеріалами відповідно до експерименту [56]. Збільшення об'ємного модуля при наближенні до багатих азотом складів досить передбачуване, оскільки -Si3N4 має більший об'ємний модуль, ніж -SiC (див. табл. 3.1). В'язкість руйнування, або тріщиностійкість, a-SiCN порівнянна з такою сплаву a-SiC з високим хімічним упорядкуванням (S00-1). Ми бачимо, що азот в a-SiCN впливає на механічні властивості так само, як хімічне невпорядкування в a-SiC. Виняток становить об'ємний модуль, який збільшується в a-SiCN з додаванням  азоту  і  зменшується  в  a-SiC  із  збільшенням  хімічного  разупорядкування. Таблиця 3.3 – Модулі обємний (B), зсуву (G), Юнга (E), відношення Пуасона () , B\/G, твердість по Вікерсу (H V), Температура Дебая (D) та тріщіностійкість (fracture toughness) (KIC) аморфних сплавів. Модулі визначені з використанням коду ElaStic [84]  *  Зразок S00-1 S00-1* S00 S11 S22 S33  B (GPa) 184 162 168 191 207 219  G (GPa) 113 114 75 110 108 94  E (GPa) 282 278 196 277 276 245    0.24 0.21 0.31 0.26 0.28 0.31  B\/G HV (GPa) 1.38 15.1 1.42 17.8 2.25 7.8 1.74 13.7 1.92  .0 2.34 8.7  D (K) 9  913 756 915 916 871  KIC (MPam1\/2) 2.16 2.03 1.56 2.07 2.21 2.   \f49  Зупинимося на аналізі композиційної залежності твердості. На рисунку 3.6 для кожного аморфного сплаву наведені значення HV, процентне співвідношення Si-C та C-C зв'язків, а також відсоток потрійних (N3) та чотирикратних (N4) координованих атомів кремнію та вуглецю. Мають місце кореляції між m SiC та HV та між N4 та HV. Також твердість по Вікерсу є в антифазі до m CC та N3. Звідси випливає, що ослаблення мережі Si-C, посилення мережі C-C, зменшення чотирикратної координації та збільшення триразової координації атомів Si та C в a-SiC із зниженням хімічного впорядкування та в a-(Si0.5C0.5)(1-x)Nx із збільшенням x призводить до зниження твердості за Вікерсом. В останніх сплавах, незважаючи на збільшення кількості зв'язків C-C, C-N і Si-N з вмістом азоту, їх твердість знижується, що вказує на те, що найсильніші зв'язки в сплавах a-SiCN-це Si-C. (Тут ми не розглядаємо зв'язки S-Si, оскільки вони набагато слабкіші, ніж Si-C). Слід зазначити, що ми оцінювали твердість аморфних зразків, використовуючи модулі пружності, визначені при рівновазі. Однак твердість вимірюється у випробуваннях ідентуванням шляхом деформації зсуву, і руйнування матеріалу може статися при малих напругах через нестабільність електронної структури. У нашому випадку ідеальна міцність на зсув усіх зразків вища, ніж їх твердість (див. рисунок 3.5 та таблиця 3.3), що вказує на правильність нашої оцінки твердості. Повертаючись до рисунку 3.5, можна побачити, що немає ніякої кореляції між ідеальною міцністю на зсув і твердістю Вікерса. Розглянуті вище результати узгоджуються з експериментальними даними [64], [65]: і експерименти, і розрахунки передбачають зменшення твердості та модуля пружності в a-SiCN із збільшенням вмісту азоту. У [13], зразок a-SiC, швидше за все, був хімічно невпорядкованим, а отже, твердість збільшувалася при незначному включенні азоту. На жаль, ми не знаємо, наскільки збільшився вміст азоту в цих плівках, проте наші результати передбачають зниження твердості та модуля пружності при значному збільшенні кількості азоту в них. Прогнозовані в цій роботі значення твердості та модуля пружності сплавів a-SiCN порівнянні з тими, що визначені експериментально для плівок a-SiCN [14], [15].  \f50  Відсотки: зв’язків (mSiC) та C-C (mCC), потрійних (N3) та чотирикратних (N4) координованих атомів Si та C для аморфних сплавів  Рисунок 3.6 –Твердість по Вікерсу (HV) 3.5 Оптоелектронні властивості Рисунок 3.7 демонструє розрахункову щільність станів (DOS) для аморфних сплавів. DOS всіх зразків демонструють глибокі мінімуми навколо рівня Фермі (EF), які перетворюються в енергетичні щілини для композицій, збагачених азотом. Усі сплави повинні володіти напівпровідниковими властивостями, оскільки стани всередині енергетичних щілин (щілинні стани, GS) та стани, що утворюють зонні хвости (резонансні стани, RS), локалізовані і не беруть участі в провідності. Щоб довести це, ми обчислили inverse participation ratio (IPR, or Q2)  \f51  for the eigenstates n,  , де N є число базисних орбіта лей, qni = an,i  2 - заряд, що знаходиться на i -й орбіталі для даного нормалізованого власного стану n [97]. Чим більший ступінь локалізації хвильової функції, тим більше значення Q2. На рисунку 3.8 проілюстровано локалізацію електронних станів у області мінімуму DOS. Кожен штрих пов'язаний з єдиним електронним власним значенням. Резонансні та GS стани досить локалізовані. Щоб такі системи були провідними, електрони слід термічно збуджувати з RS і GS до делокалізованих станів, розташованих вище від краю зони провідності, тобто буде мати місце стрибкова провідність. У цьому випадку системи будуть проявляти провідність, властиву напівпровідникам. EF  Рисунок 3.7 – Щільність станів (DOS) аморфних сплавів  \f52  Наявність локалізованих станів на «хвостах» зон та в енергетичній щілині ускладнює оцінку проміжку рухливості аморфних зразків. Більш того, при розрахунках  із  перших  принципів  енергетичні  щілини  напівпровідників  недооцінюються. Тому за таких умов можна лише впевнено говорити про збільшення проміжку рухливості (E ) в a-SiC із збільшенням хімічного впорядкування та в a-SiCN зі збільшенням вмісту азоту. Тим не менш, залежності Q2(E) для двох збагачених азотом зразків, S22 та S33, дозволили нам приблизно оцінити межі їхніх проміжків рухливості. Виявлено, що вони становлять -1.3 eV  E 1.1 eV для S22 і -2.0 eV  E  1.5 eV для S33 (див. рис. 3.8). Розрахована ширина енергетичної щілини для -Si3N4 становить 4,4 еВ (тут не показано), що менше значення 5,3 еВ, визначеного експериментально [98]. Враховуючи це, проміжки рухливості зразків S22 та S33 становлять приблизно 2,9 еВ та 4,2 еВ відповідно. Ці висновки узгоджуються з наявними експериментальними результатами [53], [66], [67], які показали, що і ширина зазору, і питомий опір збільшуватимуться із змістом азоту.  \f53  Рисунок 3.8 – Коефіцієнт зворотної участі (Q2) для аморфних сплавів  \f54  Висновки до розділу 3 Було проведено моделювання в рамках молекулярної динаміки із перших принципів для дослідження структури та властивостей аморфних сплавів карбіду кремнію, a-SiC, залежно від хімічного впорядкування, та сплавів карбонітриду кремнію, a-SiCN, залежно від вмісту азоту. Були отримані такі основні результати: 1. Сформовані два зразки a-SiC були охарактеризовані як помірно впорядковані за хімічним складом із мірою хімічного разупорядкування 0,43 та 0,65. В усіх аморфних сплавах виявлено чіткі найближчі сусіди (NN) Si-Si, Si-C, Si-N, C-C і C-N. Кореляції NN N-N, подібні до таких в молекулі N 2, відсутні у всіх зразках. 2. У мережі C-C є алмазоподібні та графітоподібні одиниці, а графітоподібна мережа зміцнюється при збільшенні кількості азоту. Той самий ефект спостерігається для a-SiC, коли ступінь хімічного впорядкування зменшується. 3. Досліджено вплив складу та хімічного впорядкування на модулі пружності, коефіцієнт Пуассона, співвідношення B\/G, твердість по Віккерсу, температуру Дебая та тріщиностійкість аморфних сплавів. Встановлено, що ослаблення мережі Si-C, посилення мережі CC, зменшення чотирикратної координації та збільшення трикратної координації атомів Si та C у a-SiC із зниженням хімічного впорядкування та в а-SiCN із збільшенням концентрації азоту призводило до зменшення модулів G, E та твердості по Віккерсу та до збільшення пластичності. 4. Дослідження розрахункової щільності станів та ступеня локалізації електронних станів дозволило припустити, що аморфні сплави матимуть стрибкоподібну провідність, і відповідно, сплави будуть проявляти провідність, властиву напівпровідникам. Проміжки рухливості зразків з високим вмістом азоту оцінювались у діапазоні 2,9 еВ - 4,2 еВ залежно від кількості азоту в них.  \f55  4 ХАРАКТЕРИСТИКА Al-Mg-B-C (ВАМ) ПОКРИТТІВ НА ОСНОВІ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ І ПЕРШОПРИНЦИПНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ 4.1 Вступ Тверді матеріали на основі AlMgB14 (так звані BAM-матеріали) мають орторомбічну комірку із 64 атомів (просторова група Imma, № 74), що складається з чотирьох ікосаедрів (одиниць В ), восьми міжікосаедричних атомів бору та атомів металів, що знаходяться в проміжках між ікосаедрами і пов'язані з ікосаедрами через міжікосаедричні атоми бору [99]. Заповнення вузлів Al та Mg становить ~ 75% і 78% відповідно, що відповідає складу матеріалу Al 0.75Mg0.78B14 [99]. Обємні ВАМ -матеріали мають високу твердість 25–35 ГПа, низький коефіцієнт тертя та хімічна інертність [100], [101]. Інші BAM-структури, так звані потрійні сполуки, такі як MgC 2B  і LiC2B , кристалізується також з орторомбічною решіткою. Цю кристалічну структуру можна охарактеризувати майже шестикутними шарами, утвореними кластерами В . Атоми C та Mg (Li) займають тригональ призматичні порожнечі між шарами. Ці сполуки мають твердість вище 33 ГПа [102]. Матеріали BAM є дуже перспективними як зносостійкі, захисні та самозмащуючі покриття на різальному інструменті, як активні шари в мікроприладах та мікроелектромеханічни системах (МЕМС) [103] – [105]. Короткий огляд методів осадження та властивостей об'ємних та плівкових ВАМ матеріалів були наведені в [101], [103]. Тут ми відзначимо, що покриття (плівки) на основі ВАМ структур вивчалися не так всебічно порівняно з обємними матеріалами. Зокрема, встановлено, що нанотвердість (H) та модуль пружності (E) плівок були дуже чутливими до умов осадження та використовуваного методу, що змінювався в діапазоні 7–51 ГПа та 80–300 ГПа відповідно [104] – [109]. Здебільшого плівки синтезували за допомогою імпульсного лазерного осадження [104] – [106] та магнетронного розпилення [108] – [111]. Мішені для напилення складалися з AlMgB14, AlMgB14 + 20%TiB2, Al, Mg та B. Плівки були аморфним [104] – [109], а відпал при  00 °C не призвів до кристалізації [104].  \f56  Авторам [110] вдалося підготувати нанокриаталінові плівки при низькій щільності потужності розряду на мішені (~ 1,1 Вт\/см2). Наскільки нам відомо, систематичним дослідженням впливу введення вуглецю на властивості плівок на основі ВАМ не було здійснено. У цьому розділі ми досліджуємо вплив впровадження вуглецю на структурномеханічнs властивості плівок Al-Mg-B-C, отриманих методом магнетронного розпилення на постійному струмі мішень AlMgB 14 та B4C. Очікувалося, що включення вуглецю сприятиме підвищенню міцності плівок на основі ВАМ [102]. Для інтерпретації властивостей нанесених плівок проводили першопринципні дослідження кристалічних та аморфних ВАМ структур. 4.2 Експеримент (технологія і виміри) Плівки наносилися шляхом DC магнетронного розпилення AlMgB14 і В4С мішеней при різних потужностях розряду на мішенях із AlMgB14 (PBAM) і В4С (PB4C). У таблиці 4.1 показані режими осадження плівок серій А і В. Таблиця 4.1 – Параметри осадження: TS- температура підкладки, UB – напруга зміщення на підкладці, FAr - та FN2 – швидкості потоків аргону і азоту, відповідно, PC – робочий тиск у камері, U і I – напруга і струм на магнетроні, відповідно, t'час розпилення мішені Sample  TS (0C )  UD (В)  FAr PW (sccm.) (Ват)  Pc (мТор)  Target 2  Target 1  А AlMgB14 A-050 500 -50 51 50.0 1.3 500 100 60 A-071 500 -50 54 70.5 1.2 470 150 60 A-094 500 -50 58 94.0 1.2 470 200 60 A- 5 500 -50 58  5.0 1.2 500 250 60 A-150 500 0 60 150.0 1.2 500 300 60 A-189 500 -50 60 189.0 1.3 540 350 60 В B4C AlMgB14 B-000 500 -50 60 0 1.2 0 0 510 300 60 B-042 500 -50 58 42.0 1.1 420 100 550 300 60 B-090 500 -50 58 90.0 1.2 450 200 550 300 60 B-138 500 -50 58 138.0 1.2 460 300 550 300 60 5 Базовий тиск був P0 = 10 Тор. Мішені мали діаметр 72 мм, та товщину 4 мм  \f57  У таблиці 4.2 представлено товщини плівок (D), коефіцієнти тертя () і критичні навантажень відшарування (Nс), які будуть обговорюватися нижче. Таблиця 4.2 – Потужність розряду (PBAM, PB4C), товщина плівки (h), коефіцієнт тертя (), критичне навантаження відшарування (Nc) для двух наборів плівок A  В PB4C (W)  h (m)    (m)  Nc (N)  Nc (N)  А-050  0.7  0.085 >0.3  В-000  1.6  0.147  >0.3  А-071  0.7  0.130 >0.3  В-042  1.8  0.134  >0.3  А-094  0.7  0.131 >0.3  В-090  1.9  0. 0 0.208  А- 5  1.3  0.134 >0.3  В-138  1.2  0.130 0.107  А-150  1.6  0.147 >0.3  А-189  1.2  0.150 >0.3  PBAM  D  (W)    Структуру плівок аналізували за допомогою рентгенівської дифракції (XRD) (дифрактометр  “DRON-3M”)  з  використанням  Cu  Kα  випромінювання.  Мікроструктура плівки А-189 досліджували за допомогою просвітлюючого електронного мікроскопа JEM100CX (TEM) при 100 кВ. Поверхня плівки досліджувалася за допомогою AFM “NanoScope IIIa Dimension 3000TM” та хімічний зв'язок за допомогою FTIR інфрачервоної спектроскопії за допомогою спектрометра ТОВ «Інфраспек» ТОВ «ФСМ  02». Хімічні зв’язки були досліджені за допомогою рентгенівської фотоелектронної спектроскопії EC 2401 (XPS) за допомогою рентгенівського випромінювання Mg Kα (E =  53,6 еВ). Au 4f7\/2 і Cu 2p3\/2 піки з енергією зв'язку 84,0 ± 0,05 еВ та 932,66 ±0,05 еВ, відповідно, були використані як еталон. Була прохідна енергія 50 еВ. Плівки травили протягом 5 хвилин іонами Ar+ 1,8 кэВ для видалення поверхневі забруднення. Проведено наноіндентацію плівок в режимі безперервного вимірювання жорсткості (CSM) за допомогою System Nano Indenter-G200 (Agilent Technologies). Цей режим дозволяє для безперервного вимірювання під час  \f58  навантаження, модуля пружності (E) і твердість (H) як функції зміщення індентора (L). Виміри проводили з алмазним наконечником Берковича номінальним радіусом, рівним ~ 340 нм. На кожному зразку було зроблено вісім тестів. Навантаження і переміщення постійно фіксувались до максимального зміщення 200 нм при постійній швидкості деформації індентування 0,05 с − 1. Частота CSM становила 45 Гц, а амплітуда коливань - 2 нм. Нанотвердість та модуль пружності були визначені як максимальні значення залежностей H (L) та E (L) відповідно у діапазон 0  L  0,1h (де h - товщина плівок). Товщина плівок оцінювадась оптичним профілометром “Мікрон - альфа”. Тести на подряпини проводили за допомогою тестера подряпин “Micron-gamma” з використанням алмазного пірамідального наконечника Vickers з лінійною швидкістю сканування 9 мкм\/с і навантажувальне навантаження від 0 до 0,3 Н. Також коефіцієнт тертя зразків В оцінювали за допомогою односпрямованого контакту на диску ковзання при кімнатній температурі. Фіксована куля із Si3N4 діаметром 3 мм використовувався як повзунок. Швидкість обертання диска становила 60 об \/ хв. Випробування були проведені в середовищі навколишнього повітря з прикладеним нормальним навантаженням 0,2 Н і швидкістю ковзання 0,03 м\/с протягом відстані ковзання 18,84 м. Типове значення коефіцієнта тертя для для плівок В становили близько 0,2. Відпал плівок здійснювали у вакуумі (біля 10 -5 Тор) при 600°С, 800°С, 1000°С і  00°С протягом 2 годин. 4.3 Деталі розрахунків Було виявлено, що матеріали на основі AlMgB14 (просторова група Imma, No. 74) може бути утворені з дефіцитом металевих атомів за формулою Al 0.75Mg0.78B14 [1]. Враховуючи цей факт, ми дослідили механічні властивості кристалічного (с) та аморфного (а) AlMgB14 та Al00.75Mg 0.78 B14. Для цього ми виділили початкову орторомбічна 64-атомну суперкомірку зі складом Mg8B56 (просторова група Імма, № 74). Початкові структури Al4Mg4B56 та Al3Mg3B56 були побудовані шляхом  \f59  заміщення Mg атомів атомами Al. Для дослідження c-Mg 4B48C8, в решітці cMg8B56, чотири атоми Mg були видалені, а вісім міжкосаедричних атомів В заміщені вісьмома атомами С. Розрахунки проводили за допомогою першопринципного коду Quantum ESPRESSO. Деталі розрахунків  описані  в Розділі  3.2. Зупинимось на  відмінностях. FPMD розрахунки проводили з фіксованими параметрами елементарної комірки (ансамбль NVT, постійні кількість частинок-об'ємутемператури). Спочатку, структурам дозволили еволюціонувати при 4500 K протягом 4 пс, а потім розплави охолоджувались до 300 K протягом 20 пс. Температура  системи  підтримувався  постійною  шляхом  масштабування  швидкості частинок. У великомасштабному FPMD моделюванні використовували сітку зі зменшеними сітками k-точок (2 2 2) з метою економії часу обчислень без шкоди для точності. 4.4 Структура, склад і хімічний зв'язок в покриттях На рисунку 4.1 показані типові XRD спектри щойно осадженої і відпаленої плівки. Видно, що невідпалені плівки є рентгенаморфними.  Рисунок 4.1 XRD спектри щойно осаджених і відпалених плівок А-050  \f60  Риcунок 4.2 показує TEM-зображення плівки А-189. Аморфна структура плівки проявляється у вигляді гало –кілець у вибраній області дифракційної картини. Однак плівка містить дуже маленькі яскраві включення, котрі можна інтерпретувати як кристаліти на основі бору або фрагментів ікосаедрів бору [108]. AFM дослідження показують, що шорсткість поверхні плівок зростає зі збільшенням потужності розряду. Зокрема A-050, RMS=4.6 нм; A-150, RMS=5.6 нм; B-042, RMS=3.0 нм; В-138, RMS=6.5 нм. Аналіз XPS і FTIR спектрів (не приведені тут) показує, що основні зв’язки у плівках є B-O, Al-O, Mg-O, B-B і AlB. B-O зв’язки послаблюються при збільшенні РBAM і PB4C. Збільшення PB4C також сприяє формуванню С-С і С-В зв’язків. Виявлений кисень в осаджених плівках адсорбується за рахунок поглинання води і кисню під впливом повітря. Склад деяких плівок, визначений із аналізу XPS спектрів приведено у таблиці 4.3.  Рисунок 4.2 – ТЕМ зображення плівки А-189 Таблиця 4.3 – Елементний склад плівок, оцінений із вимірів XPS спектрів Покриття A-050 A-150 В-138  Al (ат.%) 6.1 5.4 4.4  Mg (ат.%) 1.9 3.0 2.3  B (aт.%) 60.0 66.4 58.2  C (aт.%) 8.1  O (aт.%) 32.0 25.2 27.0  \f61  \f62  4.5 Механічні властивості покриттів Нанотвердість, модуль пружності і коефіцієнтт тертя невідпалених плівок як функції потужності розряду наведено на рисунку 4.3. Нанотвердість і модуль пружності аморфної плівки, осадженої при малопотужних режимах, порівнянні з такими кремнієвої підкладки ( ,5 ГПа і 140 ГПа відповідно). Рисунок 4.3 показує, що нанотвердість і пружний модуль збільшуються з ростом потужності розряду. Додаткове розпилення мішені В4С при осадженні плівки сприяє їх зміцненню. Видно, що існує оптимальна потужність розряду (P B4C = 90 Вт\/см2, плівка В), при якому твердість плівки максимальна (рис. 4.3, набір В). Звідси випливає, що аморфні Al-Mg-B плівки, отримані при високих потужностях розряду, мають твердістю, порівнянну з такою для об'ємних BAM. Як буде показано нижче теоретично, це пов'язано з ущільненням аморфних плівок, котре може бути викликане іонним бомбардуванням. Міцність «малопотужних» плівок нижча в порівнянні з міцністю кристалічних ВАМ матеріалів, що може бути приписано аморфній природи плівок, в яких сильні зв'язки B-B майже відсутні, а більш слабкі B-O зв’язки переважають. Спостережуване збільшення механічних характеристик відбувається за рахунок зміцнення B-B, Al-B та B-C мереж. Коефіцієнт тертя має тенденцію до спаду в плівках В при збільшенні Р В4С та до зростання в плівках А при збільшення Р ВАМ (табл. 4.2, рис. 4.3). Упершому випадку збільшення міцних В-С звязків призводить до зростання твердості і зменшення коефіцієнта тертя. В другому випадку підвищення потужності на мішені із ВАМ сприяє збільшення вмісту бору в них, який при терді утворює тверде змащування B2O3, що послаблює тертя.  \f63  Рисунок 4.3 – Нанотвердість (H),  Рисунок 4.4 - Нанотвердість (H), пружний  пружний модуль (E) і коефіцієнт  модуль (E) як функції проникнення  тертя для плівок A, B як функції  наноіндентера (L)  потужності розряду (PBAM, PB4C) 4.6 Відпал покриттів На рисунку 4.1 показані XRD спектри відпаленої плівки у порівнянні з невідпаленою. Піки при 2=  .4° і 24.9° можна ідентифікувати як α-AlB  рефлекси при  .3° (110) і 24.9° (004) (PDF [076- 35]). Отже, при температурах відпалу біля 1000 °С у плівках можуть утворюватися кристалики α-AlB . Така зміна плівкової структури при відпалі може впливати істотно на механічні  \f64  властивості. Дійсно, нанотвердість і пружний модуль, показані на рисунках 4.4 і 4.5 для плівок В, де механічні характеристики представлені як функції проникнення наноіндентера і температури відпалу, відповідно, свідчать про це. Видно, що залежність цих характеристик має екстремальний характер. Величини Н і Е максимальні для плівки, відпаленої при темпертурі 800 °С. Ми допускає, що при температурах 800-1000 °С у плівках формуються кристалики на основі бору, що і призводить до їх зміцнення. При подальшому збільшенні темперури відпалу зростає вклад у плівку оксидів, котрі не сприятимуть зміцненню. Окрім цього, кристалики можуть збільшуватись у розмірі, що, згідно з правилом Хола-Петча, обумовлюватиме зниження твердості матеріалу. Величини Р і Е для деяких невідпалених і відпалених плівок показані на рисунку 4.6. Видно, що ці величини мають тенденцію зростати при відпалі (див. рис. 4.5 і 4.6).  Рисунок 4.5 - Нанотвердість (H), пружний модуль (E) у вигляді функцій температури відпалу для плівки В-138  \f65  Рисунок 4.6 – Нанотвердість (H), пружний модуль (E) для невідпалених і відпалених при  00 °С плівок 4.7 Першопринципні дослідження механічних властивостей ВАМ матеріалів Відомо, що плівки на основі бору можуть бути приготовані з різною густиною () залежно від параметрів осадження та властивості цих плівок досить чутливі до . Ми розрахували три аморфні зразки Al3Mg3B56 з різною щільністю:  < c (a-eAl3Mg3B56),  = c (a-Al3Mg3B56) і  > c (a-c-Al3Mg3B56), де c є щільність сAl3Mg3B56. Це дозволяє аналізувати механічні властивості аморфного зразка залежно від його щільності. Ми розрахували модулі пружності і оцінили твердість по Вікерсу кристалічних і аморфних структур в рівновазі. Розраховані об’ємний модуль (В), модуль зсуву (G), модуль Юнга (Е), коефіцієнт Пуассона (ν) і твердість по Вікерсу (HV) в кристалічних і аморфних BAM матеріалах представлені в таблиці 4.4, а залежність H V від густини зразка показана на рисунку 4.7.  \f66  Рисунок 4.7 – Розрахована твердість по вікерсу для c- та a- BAM структурам (див. Табл. 4.4) залежно від щільності зразку () Таблиця 4.4 – Розраховані густина зразку, обємний модулі (B), зсуву (G), Юнга (E), відношеня Пуассона (ν) (по Hill) для матеріалів на основі AlMgB 14. в фігурних і круглих дужках – теоретичні і експериментальні дані авторів [111] Структура   (г\/см3)  c-Al4Mg4B56  2.717  c-Al3Mg3B56  2.598  c-Mg4C8B48  a-Al4Mg4B56 a-Al3Mg3B56 a-e-Al3Mg3B56 a-c-Al3Mg3B56  B (ГПa) 200.5 {199.6} 199.1  G (ГПa) 191.6 {191.5} 172.2  E (ГПa) 435.9 {435.3} 401.0  ν  3.038  227.6 {228.2}  215.8 {217.0}  491.9 {494.4}  0.14 {0.14}  2.589 2.565 2.387 2.770  163.0 179.9 154.8 216.6  106.6 118.4 92.6 132.8  262.5 291.3 231.6 330.8  0.23 0.23 0.25 0.25  0.14 {0.14} 0.16  H (ГПa) 28.3 {27.6} 25.4 (27-28)a 31.8 {31.4} (26-33.8) 15.7 17.5 13.7 19.6  Для того щоб дослідити поведінку зразків при кінцевих деформаціях ми розрахували криві напруження-деформація зсуву для кристалічних матеріалів (див. розділ 3.2). Ідеальні міцності на зсув для слабкої системи зсуву (21,0 - 30,5 ГПа), виявилися співставні з оціненою твердістю по Вікерсу (25,4 - 31,8 ГПа).  \f67  Звідси випливає, що, для цього класу матеріалів, ми можемо використовувати механічні характеристики, визначені в рівновазі, для оцінки їх механічних властивостей. Для кристалічних ВАМ структур, найвищі значення модулів і Н V досягаються для c-Mg4C8B48 унаслідок зміцнення атомами вуглецю. Модулі пружності і твердості для аморфних зразків нижчі, в порівнянні з такими для кристалічних аналогів. Тим не менш, механічні характеристики аморфних зразків зростають з ростом щільності плівки (таблиця 4.4 і рисунок 4.7). Проаналізуємо результати експериментів по твердості аморфних плівок AlMg-B-C (див. рисунок 4.3). Високий вміст кисню в малопотужних плівок перешкоджає утворення ікосаедрів через утворення В 2О3. В результаті, ікосаедри повністю не сформовані, і, за нашими розрахунками, такі аморфні структури будуть володіти низькою твердістю. Збільшення потужності розряду призводить до посилення зв'язків B-B і ослаблення B-O взаємодії. Ми припускаємо також, що збільшення потужності розряду призводить до ущільнення плівки через підвищення іонного бомбардування зростаючої плівки. За нашими теоретичними результатами, ці фактори будуть сприяти підвищенню міцності плівок з ростом потужності розряду. З іншого боку, висока твердість аморфних плівок, осаджених при високих потужностях розряду, може бути приписана субнанометровим ікосаедричним формуванням, вбудованим в невпорядковану B-B матрицю. Ікосаедри можуть конгломерувати утворюючи більш великі фрагменти [108]. Підвищення твердості в таких структурах може відбуватися за механізмом, де посилення твердості пояснюється малими розмірами кристалітів. Щоб пояснити збільшення твердості аморфних плівок з включенням вуглецю давайте скористаємося результати, представленими на рисунку 4.3, в таблиці 4.4 і на рисунку 4.8. Ці результати показують, що модуль пружності і твердість c-Mg4C8B48 (BAM матеріал з втіленим вуглецем) є найвищими серед BAM структур, розглянутих тут. Введення атомів вуглецю супроводжується утворенням сильних C-В4 кластерів, що призводить до підвищення міцності  \f68  конструкції. Ми вважаємо, що цей механізм, запропонований для кристалічних ВAM матеріалів, буде дійсним також для аморфних аналогів.  \f69  Рисунок – 4.8 Розраховані криві напруження – деформація зсуву для кристалічних ВАМ матеріалів 4.8 Розрахунки фононних спектрів і оцінка стабільність ВАМ структур Оскільки в розділі 3.2 не представлені деталі розрахунків фононних спектрів (PHDOS) не наведено, коротко опишем схеми їх розрахунків. Спектри для комірок невеликих розмірів (до 32 атомів) розраховували в рамках теорії функціоналу збуреної густини the density-functional perturbation theory (DFPT) [1 ] реалізованої в коді Quantum ESPRESSO. Більш масштабні суперкомірки розраховували з використаттям першопринципеого коду PHONOPY [113], котрий оснований на наближенні замороженого фонону і вимагає сили на кожному атомі як вхідну інформацію. Сили розраховуються за допомогою будь-якого першопринциперого (або емпіричного) методу. На рисунках 4.9 і 4.10 показані розраховані PHDOSs ВАМ матеріалів. Видно, що різні підходи до обчислення PHDOSs дають дуже сзожі результати. c-  \f70  Al4Mg4B56 є динамічно нестабільним, оскільки має уявні частоти (див. рис. 4.9). Тож ця структура стабілізується або шляхом утворення металічних вакансій, або шляхом її аморфізації: фононні спектри стабільних фаз не мають фонононних аномалій. Порывняння теоретичного спектру для c-Al3Mg3B56 з Раманавським спектром для c-Al0.75Mg0.76B14 [114] показує, що обидва спектри узгоджуються добре, якщо прийняти до уваги, що не всі моди є Раман активні в теоретичному спектрі і що останній стосується упорядкованої структури.  a – c-Al2Mg2B28 (DFPT); b – c-Al4Mg4B56  a – c-Al3Mg3B56 (DFPT); b – c-Al3Mg3B56  (PHONOPY); c – c-Al2Mg2B28 біля нуля  (PHONOPY); c – a-Al3Mg3B56 (PHONOPY); d –  хвильових чисел; d – a-Al4Mg4B56 (PHONOPY)  Raman спектр c-Al0.75Mg0.76B14 [114]  Рисунок 4.9 – Фононна щільність  Рисунок 4.10 – Фононна щільність станів (PHDOS)  станів (PHDOS) Висновки до розділу 4 1.  Два  набори  плівок  системи  Al-Mg-B-C  осаджені  магнетронним  розпиленням на постійному струмі AlMgB 14 та B4C мішень при різних потужностях розряду на AlMgB14 (PBAM) і B4C (PB4C) мішенях. PBAM =50-189 Вт,  \f71  PB4C=0 (набір A); PB4C =0-138 Вт, PBAM=165 Ват (набір В). Плівки характеризується за допомогою атомно-силової мікроскопії, рентгенівської дифракції, TEM, FTIRспектроскопії, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії, наноіндентування, і тестів по дряпанню. Знайдено оптимальні параметри осадження. Всі осаджені плівки були рентген аморфними, Однак, ТЕМ дослідження не виключає присутність у них кластерів сполук на основі бору. Шорсткість поверхні плівок зростає зі збільшенням потужності розряду на обох мішенях. B-O, Al-O, Mg-O, BB і Al-B зв’язки були виявлені у плівках, отриманих при малих потужностях розряду. B-O зв’язки послаблюються при збільшенні Р BAM і PB4C. Збільшення PB4C також сприяє формуванню С-С і С-В зв’язків. Виявлений кисень в осаджених плівках адсорбується за рахунок поглинання води і кисню під впливом повітря. 2. Були проведені FPMD розрахунки різних структур ВАМ матеріалів. Досліджено їх структуру та механічні властивості. 3. Плівки, отримані при малопотужних режимах, проявляють низьку твердість у зв'язку з переважанням слабких В-О зв’язків. Нанотвердість і пружний модуль збільшуються зі збільшенням потужності розряду до 30,2 ГПа і 304 ГПа відповідно. Обидва експериментальні та теоретичні дослідження вказують на те, що підвищення твердості повинно бути через поліпшення B-B мережі, ущільнення плівок і утворення субнанометрових ікосаедричних формувань, вбудованих в невпорядковану B-B матрицю. Введення вуглецю супроводжується утворенням сильних C-В4 одиниць, які зміцнюють плівки Al-Mg-B-C. Плівки мають коефіцієнт тертя в діапазоні від 0,085 - 0,170. 4. Відпал плівок у вакуумі при 600°, 800°, 1000° і  00° показав, що температура відпалу істотно впливає на механічні властивості плівок. Зокрема, твердість і пружний модуль мають тенденцію до зростання для плівок відпалених при 800°, 1000°, що пов’язане з утворенням у них кристалітів на основі бору. 5. ВАМ структура c-AlMgB14 є динамічно нестабільною, оскільки має уявні частоти в фононному спектрі. Було показано, що ця структура стабілізується або шляхом утворення металічних вакансій, або шляхом аморфізації.  \f72  5 МАГНЕТРОННІ ПОКРИТТЯ Al-B, Al-B-C i Al-B-Si-C 5. 1 Вступ Значна увага до бору, а також до багатокомпонентних сполук на основі бору у вигляді тонких плівок та об’ємних матеріалів викликана тим, що бор є широко розповсюдженим  елементом,  який  має  високу  ( 2300 °C)  температуру  плавлення, низьку (2,33 г\/см 3) щільність, високу хімічну, корозійну та абразивну стійкість і може формувати велику кількість з’єднань та комплексних структур з унікальними фізико-хімічними властивостями [115], [116]. Зокрема, кристалічний бор і більшість бор-вмісних сполук, як правило, мають надвисоку твердість H завдяки формуванню блоків з дванадцяти атомів бору в ікосаедр (ico-B ) [117], [118]. Дані матеріали також характеризуються надзвичайно високими термічною стабільністю і температурою плавлення та низькою щільністю і можуть використовуватися  як  напівпровідники  з  унікальними  електронними  і  термоелектронними властивостями [115]. Через технологічні труднощі при розпиленні та випаровуванні бору важко отримати високоякісні покриття і плівки з бору, тому їх майже не досліджували, а в промисловості використовуються домішкові борвмісні покриття [116], [119], серед яких найбільш розповсюдженим є карбіди, нітриди і оксиди бору. Показано, що впровадження в кристалічну решітку бору атомів вуглецю і кисню посилює взаємозв’язок між ico-B , що, в свою чергу, приводить до підвищення твердості матеріалів з 34 ГПа для α-B до 42 і 45 ГПа для карбіду (B13C2) і субоксиду бору (B6O) відповідно [115] – [118], [ 0]. Силіциди бору, в свою чергу, є маловивченими і відомі як тверді матеріали з низьким коефіцієнтом термічного розширення і високою хімічною стабільністю, які стійкі до окислення при високих (до 1500 °С) температурах [115], [117], [ 1], [ 2]. Завдяки своїй низькій щільності бор і його сполуки часто використовують в якості домішкових елементів до алюмінію, який також має низьку щільність (ρ = 2,7 г\/см3), хороші оптичні, електричні і хімічні властивості, високу корозійну  \f73  стійкість, але низьку твердість (для тонких плівок – ~ 2 ГПа) [ 3]. Підвищення твердості Al-покриттів може бути досягнуто через введення елементів з малим атомним радіусом, таких B, C і N [ 4]. Додавання бору в алюмінієву матрицю супроводжується формуванням стабільних метал-боридних AlB2, AlB10 та AlB  кластерів, при цьому твердість аморфних Al–B-покриттів, в яких відсутні кристалічні включення досягає 6 ГПа, а кристалічних об’ємних матеріалів – 28 ГПа [115], [ 4], [ 5]. Матеріали системи Al–B, а також сплави і композити на їх основі, такі як Al–B–C і Al–B–Si [ 1], [ 6], в об’ємній формі мають високу твердість (HAl–B–C = 34 ГПа [ 5]), малу масу, хороші теплопровідні властивості, корозійну- та хімічну стійкість і відмінну зносостійкість [ 7], через що ці нові сучасні матеріали інтенсивно досліджують в якості унікальних конструкційних матеріалів для використання в літакобудуванні, аерокосмічній та оборонній промисловості. Властивості боридних матеріалів можна контролювати нанорозмірними включеннями Al–B, B–C, Al–B–C, B–Si та інших фаз [115]. Зменшення розміру, а також зростання концентрації кристалічних включень до декількох нанометрів, що легко досягається в тонких плівках та багатокомпонентних сплавах, підвищує механічні  й  трибологічні  властивості,  а  також  хімічну  стійкість  і  електропровідність сплавів на основі Al–B [116]. Таким чином, завдяки поєднанню унікальних властивостей покриття на основі Al–B представляють значний інтерес в якості твердих, захисних і зносостійких покриттів на ріжучих інструментах, в приладобудуванні та в мікроелектромеханічних системах. Попри це, роботи, присвячені вивченню бориду алюмінію, переважно, спрямовані на отримання й вивчення об’ємних композитів і сплавів. Авторами знайдено лише одну роботу [ 4], де проводили дослідження Al–B-покриттів, а експериментальні дослідження властивостей тонких Al–B–C- і Al–B–Si–C-покриттів відсутні. Метою цієї роботи є заповнення прогалин у вивченні Al–B-, Al–B–C- і Al–B– Si–C-покриттів. Для цього покриття осаджували магнетронним розпиленням AlB2-, C- і SiC-мішеней, при різних струмах, прикладених до AlB 2-мішені. Було  \f74  вивчено структурні, механічні та електро-фізичні властивості осаджених покриттів.  \f75  5.2 Дталі експерименту Al–B-, Al–B–C- і Al–B–Si–C- покриття було отримано магнетронним розпиленням різних комбінацій мішеней із AlB2, графіту і SiC в середовищі аргону. Мішені з AlB2 і SiC було виготовлено шляхом горячого пресування відповідних  порошків.  Установку  оснащували  дуальною  магнетронною  системою, що дозволяє проводити осадження одразу з двох мішеней. Таким чином,  багатокомпонентні  покриття  Al–B–C-  і  Al–B–Si–C-  осаджували  одночасним розпиленням AlB2 і С та AlB2 і SiC мішеней, відповідно. Al–Bпокриття осаджували при розпиленні лише однієї AlB 2-мішені. Кут між осями магнетронів, спрямованих до центру підкладки, становив 86°, відстань між мішенями й підкладкотримачем становила 8 см, параметри, що залишалися незмінними під час осадження: швидкість потоку аргону (58 см3\/хв), робочий тиск в камері (1,310–3 Торр), температура підкладки (400 °С) і напруга зміщення на підкладці (–50 В). Для Al–B–C-покриттів напругу і струм на магнетроні з вуглецевою мішенню було фіксовано на рівні 480 В і 100 мА відповідно, а для Al– B–Si–C-покриттів напруга і струм на SiC мішені становили 380 В і 100 мА відповідно. Основним параметром, який змінювали в кожній серії, був струм на магнетроні з AlB2-мішенню. Напругу і струм, прикладений до AlB2 мішені, для кожної серії представлено в таблиці 5.1. Осадження плівок проводили на кремнієві пластини (100) товщиною 320 µм. Для очищення від окисного шару перед осадженням підкладки травили в 10 %ном розчині плавикової кислоти.  Після цього підкладки промивали в  деіонізованій воді та сушили в азоті. На завершальному етапі підготовки до осадження підкладки очищали в аргоновій плазмі. Залишковий вакуум в камері перед осадженням становив 10–6 Торр.  \f76  Таблиця 5.1 – Напруга і струм, прикладений до AlB2 мішені, та товщина отриманих покриттів Серія Al–B  Al–B–C  Al–B–Si–C  IAlB, мA 100 150 200 250 100 150 200 250 100 150 200 250  UAlB, В 420 440 450 460 450 470 500 500 410 450 450 458  d, мкм 0,46 0,47 0,5 0,63 0,54 0,6 0,66 0,75 0,55 0,61 0,66 0,75  Структуру покриттів досліджено за допомогою рентгенівської дифракції (XRD) на дифрактометрі ДРОН-3М в CuKα-випромінюванні. Дослідження хімічних зв’язків було проведено за допомогою інфрачервоної спектроскопії (Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR)) в інтервалі хвильових чисел 450– 4000 см–1 з роздільною здатністю 4 см–1 на спектрометрі ФСМ  02 ТОВ “Інфраспек” та за допомогою рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (Xray photoelectron spectroscopy (XPS)) у MgK-випромінюванні (E =  53,6 еВ) з використанням приладу UHV-Analysis System ES 2401. Базовий тиск у камері був 10–8 мбар. Перед вимірами поверхню покриттів очищали в аргоні протягом 5 хв з метою видалення поверхневих забруднень. Енергія затримки дорівнювала 20 еВ. Твердість по Кнупу (HK) осаджених покриттів досліджували за допомогою BUEHLER-MICROMET 2103 Microhardness Tester при навантаженні 100 мН. Товщину плівок оцінювали оптичним профілометром Мікрон-альфа. Дослідження електрофізичних параметрів було проведено за допомогою вимірювання вольт-амперних характеристик (ВАХ) методом постійного струму в інтервалі температур 77–292 К. З цією метою на поверхню плівок шляхом  \f77  послідовного випаровування Cr і Al у вакуумній камері було нанесено плоскі лінійні контакти довжиною 2 мм і товщиною 0,6 мм. Відстань між контактами була дорівнювала  3,5 мм. Контакти відпалювали при температурі 400 °C в атмосфері H2 протягом 5 хв. В залежності від комбінації розпилювальних мішеней та струму, прикладеного до AlB2-мішені, товщина отриманих покриттів становила від 0,46 до 0,75 мкм (таблиця 5.1). 5.3 Структура, склад, картина хімічних зв’язків На XRD-рентгенограмах (у роботі не представлено) осаджених покриттів не виявлено жодних кристалічних фаз, пов’язаних з матеріалом покриттів. Це вказує на те, що покриття є рентгеноаморфними. Інфрачервоні спектри пропускання покриттів, отриманих при різних значеннях струму IAlB на мішені AlB2, представлено на рисунку 5.1.  а  б  в  а – Al–B; б – Al–B–C; в – Al–B–Si–C 1 – IAlB = 100 мА; 2 – IAlB = 150 мА ; 3 – IAlB = 200 мА ; 4 – IAlB = 250 мА  Рисунок 5.1– Інфрачервоні спектри та ідентифікація смуг поглинання покриттів, осаджених при значеннях струму IAlB на мішені з AlB2 [ 8]  \f78  Результати ідентифікації основних смуг поглинання зведено в таблиці 5.2. На всіх спектрах спостерігали широку смугу поглинання в інтервалі 500–950 см–1, котра обумовлена коливаннями кисневих зв’язків Al–O і B–O в різних структурних модифікаціях, а також B–B-зв’язків в аморфному борі (a-B) та ico-B   (див. табл. 5.2). Ідентифікація смуг поглинання дана в [ 8 ]. Таблиця 5.2– Ідентифікація інфрачервоних смуг поглинання за літературними даними [ 8 ] Положення смуги, см–1 623 667, 774 680, 800 650–725 728–762 760–830 770 802 1050–1100 1100  00–1400 1450–1600 1438, 1505  Зв’язок Al–O в AlO6 Al–O в AlO4 B–B в ico-B  Si–C B–O в B2O3, B2O2 і BO2 B–B в a-B Al–C B–C Si–O B–C B–O С=C Al–С  Детальний аналіз цієї смуги поглинання Al–B-покриттів (див. рис. 5.1, а) показує, що спектр пропускання покриття, отриманого при мінімальному IAlB, має два максимуми: при 740 см–1 (основний) та при 620 см–1. Максимум при 740 см–1 є характерним для B–O-зв’язків в B2O3, B2O2 і BO2. Даний максимум також може бути обумовлений B–B-зв’язками в кластерах a-B, а максимум при 620 см –1 – Al– O-зв’язкам в AlO6, де атоми Al знаходяться в октаедричній координації, характерній для пористих матеріалів. Ріст IAlB супроводжується збільшенням інтенсивності поглинання і зсувом основного максимуму до 682 см–1. Дані зміни обумовлено ростом концентрації B–B-зв’язків в ico-B   та Al–O в AlO4 з тетраедричною координацією атомів Al. Варто відзначити, що AlO 6 і AlO4 є  \f79  основними структурними групами в Al2O3. Тетраедрична координація атомів Al є домінуючою в аморфних Al-містких фазах. Припускаємо, що зменшення максимуму при 620 см–1 з ростом IAlB викликане зменшенням пористості покриттів та їх ущільненням. Для  Al–B–С-покриттів  на  FTIR-спектрах  спостерігали  широкі  смуги  поглинання в інтервалах хвильових чисел 500–950 і 950–1400 см–1. Зі збільшенням IAlB інтенсивність поглинання першої смуги збільшується, а положення її максимуму ( 690 см–1) залишається незмінним, тоді як інтенсивності другої смуги послаблюється, а її максимум зміщується з  04 до 1095 см –1. Зазначимо, що в першу широку смугу, окрім Al–O-, B–O- і B–B-зв’язків, можуть робити вклад також Al–C- і B–C-зв’язки. Оскільки концентрація Al–O-, B–O- і B–Cзв’язків зменшується (що чітко видно з подальших XPS-досліджень) ріст інтенсивності першої смуги зумовлено утворенням нових B–B- і Al–C-зв’язків. Послаблення інтенсивності поглинання другої смуги свідчить про зменшення концентрації B–C- і B–O-зв’язків. На інфрачервоних спектрах Al–B–Si–C-покриттів зі збільшенням IAlB спостерігали зміщення центру широкої смуги поглинання з 720 до 682 см–1, що вказує на збільшення концентрації B–B- і Al–O-зв’язків і зменшення концентрації Si–C-зв’язків. Для покриттів, отриманих при IAlB ˃ 150 мА, добре видно перегин поблизу 806 см–1, що свідчить про збільшення B–C-зв’язків. Окрім цього, для даних покриттів помітне посилення поглинання при 1050 см –1, обумовленого Si– O-зв’язками. Для Al–B–C- і Al–B–Si–C-покриттів спостерігається поглинання біля 1433 і 1540 см–1, що може бути обумовлено С=С- та\/або Al–С-зв’язкам. Зі збільшенням IAlB в Al–B–С-покриттях спостерігається посилення обох смуг, тоді як для Al–B– Si–С-покриттів вони перекриваються між собою і зменшуються. Враховуючи результати XPS-досліджень, що представлено нижче, які показують збільшення кількості Al–С-зв’язків в Al–B–С та зменшення їх Al–B–Si–С-покриття, а також попередні результати авторів, які показують, що С=С-зв’язки слабо проявляються  \f80  на FTIR-спектрах даних покриттів, можна припустити, що ці смуги в основному спричинено Al–С-зв’язками. Для більш детального дослідження хімічних зв’язків в отриманих покриттях було проведено дослідження рентгенівських фотоелектронних Al2p-, B1s-, O1s-, C1s- і Si2p-спектрів. XPS-спектри остовних рівнів покриттів, осаджених при мінімальному й максимальному струмах на мішені з AlB 2, показано на рисунку 5.2. Оцінено елементний склад покриттів, враховуючи інтенсивності XPS-спектрів. Вміст Al, B, C, Si і O в покриттях представлено в таблиці 5.3. Таблица 5.3 – Елементний склад плівок, оцінений за допомогою XPSвимірювань  Покриття Al–B Al–B Al–B–C Al–B–C Al–B–Si–C Al–B–Si–C  IAlB, мA 100 250 100 250 100 250  Al, % (ат.) 28,7 27,0 21,4 24,5 14,3 17,3  B, % (ат.) 31,5 34,2 22,7 30,7 22,6 22,9  C, % (ат.) – – 22,4 21,8 26,4 14,8  Si, % (ат.) – – – – 13 8,4  O, % (ат.) 39,8 38,8 33,5 23,0 23,7 36,6  Дані FTIR- і XPS-вимірів указують на присутність кисню в покриттях, що, очевидно, пов’язано з наявністю залишкового кисню на стінках реакційної камери, оскільки окислення алюмінію та бору під час формування плівки є більш термодинамічно вигідним в порівняні з утворенням повністю сформованих ікосаедрів бору. Окрім цього, враховуючи високу здатність алюмінію і бору до окислення, кисень в покриттях міг з’явитися під час зберігання на повітрі.  \f81  а  б  в   IAlB = 100 мА; ····· IAlB = 250 мА а - Al–B; б - Al–B–C; в - Al–B–Si–C  Рисунок 5.2 – XPS-спектри та їх ідентифікація їх піків покриттів [ 8] Для Al–B-покриття, отриманого при IAlB = 100 мА, максимум Al2p спектру з енергією зв’язку (ЕЗ) біля 76,1 еВ відповідає проміжному значенню між октаедричним і тетраедричним Al2O3 при 76,81 і 75,5–75,93 еВ, відповідно. Збільшення IAlB спричиняє зменшення інтенсивності фотоелектронного піку й зміщення його в положення 75,6 еВ, характерне для Al2O3 з тетраедричною структурою, що добре узгоджується з FTIR-дослідженнями. B1s фотоелектронний спектр має складну асиметричну форму з широким максимумом при 188–189 еВ, де переважають Al–B і B–B зв’язки і добре вираженим високоенергетичним плечем, де зосереджені B–O зв’язки. Для покриттів, отриманих при максимальному IAlB, спостерігається поява додаткового максимуму при 193.5 еВ, зумовленого B–O-зв’язками в B2O3, і звуження основного фотоелектронного піку зі зміщенням його максимуму в положення  \f82  188,1 еВ, яке характерне для елементарного бору і боридів, які мають в своєму складі ico-B . Розклад даного фотоелектронного спектру на гаусіани (рис. 5.3), чітко вказує, що збільшення IAlB супроводжується ростом концентрації B–Bзв’язків. Окрім цього, збільшується кількість B–O-зв’язків в B2O3 при 193,4 еВ та зменшується в B2O2 і бор-багатих оксидах BxO при 192,1 і 189,2 еВ відповідно, де кожен атом кисню оточений декількома атомами бору.  а  б  в  а - Al–B; б - Al–B–C; в - Al–B–Si–C IAlB = 100 мА (зверху); IAlB = 250 мА (знизу)  Рисунок 5.3 – Розклад на гауссіани та ідентифікація B1s- і С1s-спектрів покриттів, осаджених при IAlB = 100 мА та 250 мА [ 8] Зменшення концентрації B–O-зв’язків в B2O2 з ростом IAlB також випливає з O1s-спектру. При цьому, зміни, які спостерігаються на Al2p-спектрі вказують на зменшення концентрації Al–O-зв’язків, але на O1s-спектрі чітко видно зменшення лише B–O. Це викликано тим, що фотоелектронні спектри металевих елементів є більш чутливими до структурної модифікації матеріалу на відміну від фотоелектронного спектру кисню. Таким чином, враховуючи результати розкладу B1s-спектру, ріст IAlB зумовлює зменшення концентрації B–O-зв’язків в B2O2 при  \f83  533 еВ і ріст концентрації зв’язків В–О при 534,3 і 532,6 еВ, котрі характерні для B2O3 і Al2O3 відповідно. У випадку Al–B–C-покриттів, інтенсивність Al2p- і O1s-спектрів зменшується з ростом IAlB, а їх максимуми зсовуються з 75,4 до 74,7 еВ і з 532,5 до 532,6 еВ відповідно. Для Al–B–Si–C-покриттів, інтенсивність обох спектрів збільшується, а їх максимуми зміщуються з 74,6 до 75,4 еВ і з 532,8 до 532,4 еВ. В В1s-пік, центрований при 74,6–74,7 еВ, можуть робити внесок як Al–B- (75,01 еВ), так і Al–C- (73,9–74,1 еВ) зв’язки. Максимуми при 75,4 еВ (Al2p) і 532,5–532,8 еВ (O1s) обумовлено Al–O-зв’язками. Таким чином, враховуючи подальший розклад С1s-спектрів, зі збільшенням IAlB для Al–B–C-покриттів відбувається зменшення концентрації Al–O-зв’язків і збільшення концентрації Al–C-зв’язків, а для Al–B– Si–C-покриттів, навпаки, Al–O-зв’язки посилюються, а Al–C – слабшають. Фотоелектронні B1s- і C1s-спектри Al–B–C- і Al–B–Si–C-покриттів мають складу форму, тому для їх аналізу було проведено розклад на гаусіанові компоненти (див. рис. 5.3). B1s-спектри в обох випадках відображено у вигляді шести компонентів, які пов’язані з B–O-зв’язками при 193,4, 192,1 і 189,2 еВ, B– B-зв’язками при 188 еВ, та Al–B і B–C-зв’язками при 188,5 і 190,7 еВ відповідно. Компонент при 192,1 еВ може бути також пов’язаний з потрійними B–C–Oзв’язками в BCO2. Максимум B1s-спектру Al–B–Si–C-покриття, отриманого при максимальному IAlB, знаходиться при 188,4 еВ, що також відповідає B–Siзв’язкам. В свою чергу, C1s-фотоелектронний пік Al–B–C- і Al–B–Si–C-покриттів представлено у вигляді чотирьох і п’яти компонентів відповідно. Для Al–B–Cпокриттів компоненти розкладу, які відповідають С–С-, С=С-, B–C-, Al–Cзв’язкам, центровані при 285,35, 284,2, 283,1, 282,2 еВ відповідно. Ці ж самі компоненти, а також додатковий Si–C-компонент при 282,8 еВ, який зменшується зі збільшенням IAlB, спостерігаюли на C1s-спектрах Al–B–Si–C-покриттів. Аналіз розкладених С1s- i B1s-спектрів чітко вказує, що при збільшенні IAlB, концентрація B–C-зв’язків у Al–B–C-покриттях зменшується, а у Al–B–Si–Cпокриттях незначно збільшується. Для всіх покриттів спостерігається незначне  \f84  збільшення концентрації Al–B-зв’язків з ростом IAlB. Розклад B1s-спектру демонструє зменшення концентрації Al–B-зв’язків в Al–B–C-покриттях, в порівнянні з Al–B-покриттями. Це викликано тим, що в Al–B–С-покриттях з’являються нові зв’язки Al–C і B–C, що призводить до зменшення концентрації Al–B-зв’язків. Для Al–B–Si–C-покриттів, як видно з Si2p- та С1s-спектрів, значна частина вуглецю взаємодіє з кремнієм, через що в даних покриттях відбувається збільшення Al–B-зв’язків в порівнянні з Al–B–С-покриттями. Пік на Si2p-спектрах Al–B–Si–C-покриттів при 100,5 еВ чітко вказує на формування Si–C-зв’язків, концентрація яких з ростом IAlB зменшується. Широке плече в високоенергетичній області Si2p-спектру покриттів, отриманих при максимальних IAlB, свідчить про утворення Si–O-зв’язків (102.4 еВ) і Si–B-зв’язків (102,8 еВ). Інтенсивність O1s-піку при 532,4 еВ зростає з ростом IAlB (див. рис. 5.2, в), що свідчить про збільшення числа Si–O-зв’язків. 5.4 Механічні властивості Автори провели дослідження твердості по Кнупу осаджених покриттів залежно від IAlB (рис. 5.4).  а – Al–B; б – Al–B–C; в – Al–B–Si–C  \f85  Рисунок 5.4 – Твердість по Кнупу осаджених покриттів, як функція струму на мішені з AlB2  \f86  Видно, що твердість Al–B- та Al–B–C-покриттів з ростом IAlB поступово збільшується з 14,6 до 18,9 ГПа і з 15,6 до 18,5 ГПа відповідно. У випадку Al–B– Si–C-покриттів залежність HK від IAlB є екстремальною, з мінімумом при IAlB = 200 мА. Припускаємо, що твердість осаджених покриттів насамперед визначається конфігурацією B–B-зв’язків: чим ближча вона до такої, як в ico-B  -структурі, тим міцнішим має бути покриття. З іншого боку, кисневі Al–O- та B–O-зв’язки перешкоджають формуванню ico-B  конфігурацій. Тож зменшення кисневих зв’язків і збільшення B–B-зв’язків (див. рисунок 5.2) з ростом IAlB може сприяти утворенню субнанометрових ico-B , а отже, підвищенню твердості покриттів. Зміцнення покриттів може відбуватися також завдяки зміцненню Al–B-взаємодії (див. рисунок 5.2). При малих потужностях розряду на мішені із AlB2 вміст бору в покриттях мінімальний (таблиця 5.3). Тому твердість Al–B–C- і Al–B–Si–Cпокриттів при малих значеннях IAlB визначатимуть в основному В–С- і Si–Cзв’язки. Зі збільшенням IAlB відбувається незначне зменшення концентрації B–Cзв’язків і збільшення концентрації Al–C-зв’язків, які характерні для менш твердих матеріалів (H = 7 ГПа для a-AlC покриттів [ 9]). Унаслідок твердість Al–Bпокриттів мінімальна при низьких IAlB і максимальна при високих струмах на мішені з AlB2 в порівнянні з твердістю Al–B–C- і Al–B–Si–C-покриттів (див. рис. 4). Ріст вмісту кисню в Al–B–Si–C-покриттях при збільшенні IAlB перешкоджає їх зміцненню порівняно з покриттями інших серій (див. табл. 5.2, рис. 5.2). 5.5 Напівпровідникові властивості З метою вивчення напівпровідникових властивостей проведено дослідження ВАХ Al–B і Al–B–C покриттів. Al–B–Si–C покриття не досліджували, оскільки відомо, що матеріали на основі SiC є широкозонними напівпровідниками. Експериментальні дані дослідження ВАХ представлено на рисунках 5.5–5.7. Встановлено, що їх вимірювані не залежать від полярності прикладеного  \f87  зміщення. Цей факт свідчить про омічну природу нанесених контактів. В зв’язку з тим, що ВАХ для Al–B- та Al–B–C-покриттів мають степеневий характер (I ~ Um), їх було побудовано в логарифмічному масштабі (рис. 5.5 а, б).  а  б  а – Al–B; б – Al–B–C  Рисунок 5.5 – Струм як функція напруги для Al–B і Al–B–C покриттів Як видно на рисунку 5.5, a для Al–B-покриття струм лінійно залежить від прикладеної напруги зміщення при |U| ≤ 0,1 В, тоді як при більш високих напругах зміщення (|U| > 0,1 В) спостерігається квадратична (m = 2) і надлінійна (m = 1,3) ВАХ при температурах 77 та 292 K відповідно. Для Al–B–C-покриття відповідні значення показника степені m склали 2,9 та 1,6. Отримані дані можуть бути пояснені в рамках теорії струмів, обмежених областю просторового заряду [130]. Більше того, можна припустити, що зниження показника m при кімнатній температурі пов’язане з нерівномірним розподілом пасток в енергетичній щілині.  \f88  На рисунках 5.6 і 5.7 показано температурні залежності темнового струму, виміряні при різних напругах зміщення.  а  б  а – Al–B; б – Al–B–C  Рисунок 5.6 – Температурні залежності темнового струму, виміряні при різних напругах зміщення (0,1, 0,2, 0,5 і 1,0 В) для Al–B і Al–B–C покриттів Для  уточнення  представлено  в  механізму  різних  переносу  координатах.  Як  експериментальні видно,  найкраща  результати лінеаризація  експериментальних результатів відбувається в координатах Мотта (див. рис. 5.7, а, б). Цей факт вказує на стрибковий механізм провідності у покриттях, що досліджували. В аморфних напівпровідниках цей механізм зазвичай пов’язаний з хвостовими станами в енергетичній щілині.  \f89  а  б  а – Al–B; б – Al–B–C  Рисунок 5.7 – Температурні залежності темнового струму (I), виміряні при різних напругах зміщення (0,1, 0,2, 0,5 і 1,0 В) Al–B і Al–B–C покриттів; температура в координатах Мотта Температурну залежність темнового струму (електропровідності) аналітично можна виразити як …………………………………..5.1 де I0 – темновий струм при T = 0; A – характерна температура, її значення дорівнювало 36,5 і 37,4 К1\/4 для Al– B- і Al–B–С-покриттів відповідно. Для Al–B-покриттів було оцінено значення питомого опору, які склали 25,5 і 1,2 Омсм при 77 і 292 К відповідно.  \f90  Висновки до розділу 5 Al–B-, Al–B–C- та Al–B–Si–C-покриття було осаджено магнетронним розпиленням мішень із AlB2, графіту і SiC при різних значеннях струму на AlB2 мішені. Рентгеноструктурний аналіз показує, що всі отримані покриття є рентген– аморфними. Проведено дослідження хімічного зв’язування в покриттях. FTIR і XPS спектри покриттів показують, що основними зв’язками в Al–B покриттях є B–B, B–O, Al–B Al–O. При дуальному розпиленні мішень із AlB 2 і С, AlB2 і SiC-в покриттях додатково формуються В–С, Si–C і С–С основні зв’язки, відповідно. Збільшення IAlB призводить до зростання концентрації B–B- і Al–B-зв’язків у всіх покриттях, що сприяє підвищенню твердості покриттів. Для Al–B–C- і Al–B–Si– C-покриттів зі збільшенням IAlB відбувається незначне зменшення концентрації B– C-зв’язків і збільшенням концентрації Al–C зв’язків, які характерні менш твердим матеріалам. В результаті твердість Al–B-покриттів в порівнянні з твердістю Al– B–C- і Al–B–Si–C-покриттів мінімальна при низьких IAlB і максимальна при високих струмах на мішені із AlB2 (див. рис. 4). Дослідження вольт-амперних характеристик Al–B-, Al–B–C-покриттів при різних температурах показало, що покриття є невпорядкованими напівпровідниками, в яких реалізується стрибковий механізм провідності. 6 АМОРФНІ СПЛАВИ AlB2, AlBC ТА AlBN: ПЕРШОПРИНЦИПНІ ДОСЛІДЖЕННЯ 6.1. Вступ Диборид алюмінію (AlB2) є одним з найбільш вивчених матеріалів через простоту його кристалічної структури. Цей матеріал містить графітоподібні шари бору, розділені шарами алюмінію, утвореними атомами в гексагональних призматичних порожнинах (просторова група P6\/mmm). Диборид алюмінію має практичне застосування. Серед різних керамічних армувальних матеріалів  \f91  диборид алюмінію використовуєтеся для отримання композиту з алюмінієвою матрицею через його високу твердість, термічну стійкість, гарну електро- та теплопровідність, а також зносостійкість [131]. Завдяки цим характеристикам, AlB2 є перспективним матеріалом для високотемпературних застосувань [132]. Були спроби поліпшити властивості тонких плівок Al-B шляхом синтезу їх аморфних аналогів або шляхом введення вуглецю та азоту [133] – [135]. Зокрема, на відміну від кристалічного AlB2, аморфні плівки Al-B та Al-B-C демонструють напівпровідникову провідність [3], [4]. Структура плівок Al-B-N змінювалася з аморфної на полікристалічну залежно від параметрів осадження [135]. Властивості кристалічного дибориду алюмінію (c-AlB2, далі c- та a-символи позначатимуть кристалічні та аморфні матеріали відповідно) були вивчені за допомогою розрахунків з використанням теорії функціоналу щільності (DFT) [136] – [138], [139], [140] де досліджували електронні, пружні, оптичні та термодинамічні властивості c-AlB2. Вплив високих тисків на структуру та динаміку решітки вивчалися за допомогою синхротронної рентгенівської порошкової дифракції, раманівської спектроскопії та розрахунків з перших принципів [139]. Не було жодних ознак структурної трансформації, спричиненої тиском, до 40 ГПа [139]. Аморфну систему Al-B-N досліджували за допомогою моделювання методом молекулярної динаміки (МД) на основі емпіричного потенціалу (EP-MD [141] та МД розрахунків з перших принципів (FPMD) [142], [143]. Розділення доменів AlN та BN не виявлено в a-AlBN [141], тоді як зразок a-AlBN 2, отриманий в [142], не містить хімічного безпорядку та поєднував особливості як AlN, так і BN. Наносегреговані двовимірні гексагональні BN-подібні та тетраедричні AlNподібні домени були ідентифіковані в a-AlBN 2 [143]. Встановлено, що зразок aAlBN2 є напівпровідником [143]. Наскільки нам відомо, поки що немає досліджень a-AlB2 та a-AlBC, і структура a-AlBN була проаналізована лише в рамках молекулярної динаміки на основі емпіричного потенціалу.  \f92  У нашому дослідженні ми прагнули заповнити цю прогалину у вивченні аморфних структур AlB2, AlBC та AlBN за допомогою FPMD розрахунків. Метою було вивчення оптоелектронних та механічних характеристик a-AlB 2 шляхом заміщення бору вуглецем та азотом. Ми також припустили, що аморфізація фази c-AlB2 змінить її провідність з металічної на напівпровідникову, як це було показано для системи Si-C [144]. Іншим цікавим питанням був хімічний порядок в аморфних структурах, що розглядаються. Зокрема, було б корисно уточнити, чи відбувається наносегрегація в a-AlBC (1\/4 (Al4C3+B4C)) та a-AlBN (AlN+B), як у випадку з AlBN2 (AlN+BN) [143]. Для уточнення цих питань були проведені дослідження з перших принципів для сплавів a-AlB 2, a-AlBC та a-AlBN. Для аналізу будови аморфних сплавів були проведені розрахунки структурних параметрів кристалічних фаз AlB2, AlN, Al4C3 та BN. 6.2 Методологія Деталі першопринципних розрахунків описані в розділах 3.2 та 4.3. Опишемо дише особливості розрахунків даних об’єктів. У розрахунках кристалічних фаз були використані різні сітки k-точок Монкхорста-Пака залежно від розміру комірки: (8 8 6) для 4-атомних вюрцитових AlN та BN комірок (w-AlN, w-BN, просторова група P63mc , № 186); (6 6 2) для 4-атомної гексагональної комірки BN (h-BN, просторова група P63\/mmc, № 194); (4 4 4) для 7-атомної ромбоедричної комірки Al4C3 (просторова група R-3m, № 166); (4 4 4) для 15-атомної ромбоедричної комірки B4C (просторова група R-3m, № 166); (8 8 8) для гексагональної комірки AlB2 (просторова група P6\/mm, № 191); та (4 4 4) для  атомної ромбоедричної комірки В (r-B, просторова група R-3m, № 166. Ці структури використані для опису будови аморфних матеріалів. Сталі ґратки цих матеріалів представлені в таблиці 6.1 у порівнянні з тими, що отримані в інших експериментальних та теоретичних дослідженнях. Видно, що розраховані значення  добре  узгоджуються  з  відповідними  експериментальними  та  \f93  теоретичними характеристиками інших авторів, що підтверджує надійність наших розрахункових процедур.  \f94  Таблиця 6.1 – Параметри гексагональних решіток  карбідів та нітридів  алюмінію і бору та чистого бору (у Å). Для порівняння також наведено експериментальні (круглі дужки) та розрахункові DFT-GGA (фігурні дужки) результати Phase  a 2.5  h-BN (2.510) {2.5 } 2.554 w-BN (2.553) {2.554} 3.117 w-AlN (3.099) {3. 9} {3.1 } 3.343 Al4C3 (3.338) {3.354} {3.352} 5.638 B4C (5.600) {5.654} 3.001 AlB2 (3.005) {3.008} {2.998} 4.895 r-B 4.908 4.900  c 7.707 (6.690) {7.707} 4.224 (4.228) {4.227} 4.996 (4.997) {5.017} {4.995} 24.979 (24.990) {25.116} {25.104}  .094 ( . 0) { .096} 3.273 (3.252) {3.292} {3.286}  .527  .560  .550  Пос. a b c b d b e f b g h b i j k l b  PDF [074-1978]; bПос. [145]; cPDF [026-0773]; dPDF [079-2497]; eПос. [146]; fPDF [035-0799];  a  Пос. [147]; hPDF [075-0424]; iPDF [039-1483]; jПос. [136]; kПос. [139]; lPDF [0 -0377].  g  Для створення аморфних зразків ми використовували вихідні 81-атомні суперкомірки типу AlB2, які складалися з 27 атомів Al та 54 атомів B (AlB2) та 27 атомів Al, 27 атомів B та 27 атомів C(N) для AlBC (AlBN). Перед моделюванням FPMD усі початкові структури були хаотизовані. Для проведення моделювання FPMD при нульовому тиску був обраний ансамбль NPT (постійна кількість атомів  \f95  - тиск - температура). Точка Γ була використовувалась для інтеграції по зоні Бриллюена. Початкові структури врівноважували при 4500 К протягом 3 пс, а розплави охолоджували до 300 К протягом 27 пс перед остаточною релаксацією. 6.3 Структура аморфних зразків На рисунку 6.1 показані атомні конфігурації згенерованих аморфних зразків у порівнянні з розташуванням атомів у суперкомірці c-AlB2. Парні кореляційні функції (PCF) для аморфних зразків наведені в рис. 6.2. Шарувата структура, властива c-AlB2, зникає в аморфних зразках. Кореляції B-B та Al-B найближчих сусідів (NN) чітко видно у всіх аморфних сплавах. Також Al-C, B-C та C-C кореляції NN мають місце у a-AlBC, а кореляції Al-N та B-N в a-AlBN. Положення піків кореляцій NN у PCF аморфних зразків наведено у таблиці 6.2 у порівнянні з відповідними довжинами зв’язків у кристалічних матеріалах.  a – AlB2; b – a-AlB2 ; c – a-AlB- C; d – a-AlBN  Рисунок 6. 1– Положення атомів в 81-атомних суперкомірках для c-AlB2 , aAlB2, a-AlBC і a-AlBN  \f96  Рисунок 6.2–Паральні кореляційні функції (PCF) згенерованих аморфних зразків Позиції піків пар Al-Al та Al-B у всіх аморфних структурах менші за довжини зв'язків Al-Al та Al-B у c-AlB2 відповідно, тоді як пари В-В у них розділені відстанями близькими до довжини зв'язку В-В у r-B і c-AlB2. Для a-AlBC кореляційні піки Al-C і B-C близькі до відповідних довжин зв'язків в Al4C3 та B4C, відповідно. Одна пара C-C з довжиною зв’язку 1,54 Å, ідентифікована у цьому зразку, близька до відстані між найближчими сусідами 1,545 Å в алмазі (PDF [089–3439]). У випадку a-AlBN положення піків Al-N та B-N порівнянні з довжинами зв'язків Al-N та B-N у w-AlN, h-BN та w-BN відповідно. Положення двох кореляційних піків N-N в a-AlBN близькі до довжин зв'язків N-N в нітридах алюмінію та бору (не показано в таблиці 6.2). Відсоток гетерополярних та гомополярних зв’язків і координаційні числа атомів (Ni, i = Al, B, C, N) у зразках представлені у таблиці 5.3. Можна бачити, що кількість зв'язків B-B в a-AlB 2 значно зростає порівняно з кристалічним аналогом, що можна віднести до відсутності шарової структури, властивої c-AlB 2 (див. рис.  \f97  6.1а, б). Значення NAl та NB зменшуються у послідовності a-AlB2 - a-AlBC - aAlBN через заміщення атомів B атомами C та N. В аморфній сітці a-AlBC взаємодії Al-C і, меншою мірою, B-C переважають. Таблиця 6.2–Положення піків кореляцій найближчих сусідів (у Å) у PCF аморфних зразків у порівнянні з їх положеннями для кристалічних сполук Sample Al-Al Al-B c-AlB2 3.00\/3.27 2.38 a-AlB2 2.80\/3.20 2.25 a-AlBC 2.78\/3.02 2.25 a-AlBN 2.76\/3.   B-B 1.73 1.76 1.76 1.83a  Al-C(N)  B-C(N)  C-C  2.05 1.96, 2.16b 1.91 1.90e  1.60 1.66a  1.54 1.33a 1.54c  2.17  1.71 1.51 1.781.45f 1.80d 1.57,1.58g a B4C; bAl4C; cАлмаз; dr-B; ew-AlN; fh-BN, gw-BN.  Таблиця 6.3– Відсоток гетерополярних та гомополярних зв’язків і координаційні числа атомів i = Al, B, C, N (Ni) у згенерованих зразках. Обрізання довжини зв’язку для певної кореляції дорівнює відстані, що відповідає першому мінімуму в парній кореляційній функції для цієї кореляції Sample c-AlB2 a-AlB2 a-AlBC a-AlBN  Atom Al (%) Al 0 B 66.67 Al 1.21 B 46.18 Al 2.56 B 43.04 C 63.64 Al 4.41 B 38.03 N 71.70  B (%) 100.00 33.33 98.79 53.82 43.59 29.11 33.33 39.71 40.85 28.30  C (%) 53.85 27.85 3.03 -  N (%) 55.88 21.13 0.00  Ni   9 6.11 6.54 5.78 5.85 4.89 4.41 5.26 3.93  \f98  Атоми С надмірно координовані (NC = 4,89) порівняно з атомами вуглецю в графіті та алмазі, однак їх координаційне число близьке до N C = 5 в Al4C3. Для aAlBN відсоток зв’язків Al-N максимальний, а для зв’язків B-N мінімальний. Координаційні числа NAl = 4,41 та NN = 3,93 (див. таблицю 5.3) близькі до 4, як у w-AlN. Функція розподілу кутів між зв’язками (g (Θ)) була розрахована для отримання додаткової інформації про можливе існування ближнього порядку в аморфних зразках. Результати показані на рисунках 6.3 і 6.4.  a-AlBC: 1 – C-Al-C; 2 – Al-C-Al; 3 – C-B-C; 4 – B-C-B 1 – AlB2; 2 – a-AlB2; 3 – a-AlBC; 4 – a-AlBN  Рисунок 6.3 – Розподіл кутів між  a-AlBN: 1 – Al-N-Al; 2 – N-Al-N; 3 – N-B-N; 4 – B-N-B  Рисунок 6.4 – Розподіл кутів між  \f99  зв’язками для c-AlB2, a-AlB2, AlBC та AlBN  зв’язками для a-AlBC та a-AlBN  Спочатку розглянемо аморфну сітку A-B. Перші піки розподілу Al-B-Al близькі до 60–80°, а розподілу B-Al-B - до 40° спостерігаються для всіх зразків. Однак піки, розташовані під великими кутами в c-AlB 2, розмазані в a-AlB2 і більшою мірою в a-AlBC та a-AlBN, що вказує на сильну хаотичність в аморфній сітці A-B. Поява піку при 60º у функції B-B-B аморфних зразків, який відсутній у відповідній функції c-AlB2, вказує на відсутність шаруватої структури у їхній сітці B-B. Для аморфної сітки Al-C сплаву a-AlBC функції gC−Al−C та gAl−C−Al мають піки, розташовані відповідно біля 100– 0º та 80–100º, що є близьким до відповідних розподілів кутів між зв’язками в Al4C3 (100–117º та 80º відповідно). Піки C-B-C і B-C-B близькі до  0º можуть бути віднесені до фрагментів спотвореної сітки B4C (∼115º). Для a-AlBN розподіли Al-N-Al та N-Al-N відображають основний пік близький до 110º та менший поблизу 85–95º. Пік при ∼110º вказує на наявність тетраедричних фрагментів, тоді як піки при 85–95º можуть бути віднесені до кластерів крайового зсуву (edge-shearing clusters) [143]. Функції gB−N−B та gN−B−N мають два піки поблизу 110º та  0º, що вказує на існування спотворених тетраедричних та гексагонально-подібних конфігурацій відповідно. Підводячи підсумок структурних досліджень сформованих аморфних зразків, варто зазначити наступне. Зразок a-AlB 2 не має шаруватої структури, властивої cAlB2, і його сітка B-B характеризується збільшеним координаційним числом N B порівняно з кристалічним аналогом, що вказує на просторову кластеризацію бору, подібну до такої у r-B. Сітки Al-B і B-B в a-AlBC та a-AlBN більш хаотичні, ніж у a-AlB2. Ці зразки мають лише приблизно 5,6 % атомів бору у конфігураціях B-B 5 та B-B6 у порівнянні з 18,5 % таких у a-AlB 2, що вказує на те, що ступінь скупчення бору в них нижча, ніж у a-AlB2. В картині зв’язків зразка a-AlBC переважає взаємодія Al-C. Сітка Al-C демонструє деяку схожість зі структурою фази Al4C3, однак помітна сегрегація цієї фази не виявлена, оскільки лише 3,7 %  \f100  атомів Al та 7,4 % атомів C мають конфігурації Al-C 4 та C-Al5 відповідно, як в Al4C3. Наявність кореляцій C-C може свідчити про можливість утворення вуглецевих кластерів в аморфних системах Al-B-C зі збільшенням вмісту вуглецю в них. У сплаві a-AlBN тетраедричні та гексагональні кореляції B-N створюють сітку B-N, і кореляції Al-N у цьому сплаві найбільш помітні серед інших. Наявність 7,4% атомів Al та 18,5% атомів N у спотворених вюрцитоподібних конфігураціях свідчить про невелику сегрегацію нанорозмірних доменів, подібних до такої в w-AlN. Швидше за все, AlN-подібні та BN-подібні фрагменти можуть утворюватися у достатній кількості в аморфних структурах Al xByNz (x + y + z = 1) при високих концентраціях азоту, z\/(x + y) ≈ 1. Як згадувалося вище, експериментальні дослідження [139] не виявили структурних перетворень в c-AlB2 під тиском до 40 ГПа. Ми сподівалися, що аморфний диборид алюмінію зазнає фазового переходу під тиском з стану низької щільності у стан високої щільності, як і у випадку інших подібних аморфних фаз [148]. Однак результати моделювання FPMD як зразків c-AlB 2, так і a-AlB2 при 800 K та під тиском до 60 ГПа (тут не показано) не виявили жодних особливостей фазових переходів, згідно з експериментами [139]. 6.4 Коливальні спектри аморфних сплавів Коливальні властивості аморфних сплавів, досліджені шляхом розрахунку загальної та локальної VDOS, представлені на рисунку 6.5 в порівнянні з VDOS cAlB2. Також ми порівняли розраховані локальні фононні спектри для c-AlB2 з тими, що отримані в попередньому теоретичному дослідженні [149], і виявили, що обидва спектри добре узгоджуються. Кристалічний диборид алюмінію має локалізовані акустичні коливання алюмінію з максимальною частотою 14,7 ТГц і широку смугу коливань бору в діапазоні до 29,7 ТГц з двома основними піками поблизу 14 ТГц і 27 ТГц. В a-AlB2 ці піки зникають, вібраційна смуга бору розширюється до 33,9 ТГц, а діапазон акустичних коливань збільшується до 23,6  \f101  ТГц. Ці зміни вказують на зникнення шаруватого розташування атомів бору, їх просторове групування та хаотизація кристалічної структури.  \f102  (a) – c-AlB2; (b) – a-AlB2; (c) – a-AlBC; (d) – a-AlBN;  штрихова чорна лінія – Al; штрихова  червона лінія – В; точкова синя лінія – С(N); точкова чорна лінія -спектр авторів [149] для с-AlN  Рисунок 6.5 – Розрахована локальна коливальна щільність станів (LVDOS) Фононні спектри a-AlBC та a-AlBN дуже подібні до спектрів a-AlB2, проте вібраційні смуги, пов'язані з вуглецем та азотом, ширші і простираються до ~39 ТГц. Ми спробували пояснити вібрацію мережі Al-C та Al-N в a-AlBC та a-AlBN відповідно, використовуючи фононні спектри Al4C3 та w-AlN. Порівняння LVDOS a-AlBC та a-AlBN з аналогами Al4C3 та w-AlN показано на рис. 6.6. У цій роботі були розраховані LVDOS Al4C3 та порівняні з тими, які були отримані в попередніх теоретичних дослідженнях [150]. Було виявлено, що обидва спектри добре узгоджуються. Спектр коливань w-AlN з [148]. Можна бачити, що основні піки в LVDOS аморфних сіток Al-C та AlN близькі до піків в Al 4C3 та w-AlN відповідно, що вказує на наявність спотворених кластерів, подібних до кластерів Al4C3 та w-AlN, у відповідних аморфних сплавах. Рисунок 6.6 показує, що аморфні зразки мають більш широкі смуги коливань, пов'язані з неметалами, ніж  \f103  кристалічний карбід та нітрид алюмінію, які можна віднести до коливань сіток BB та B-C у a-AlBC та сіток B-B та B-N у a-AlBN, а також до хаотичних структур аморфних сплавів.  Рисунок 6.6 – LVDOS для a-AlBC, Al4C3 та a-AlBN w-AlN з [148] 6.5 Механічні властивості Розглянемо тепер механічні властивості аморфних структур у порівнянні з властивостями кристалічного дибориду алюмінію. У таблиці 6.4 представлені результати розрахунків механічних характеристик та температури Дебая кристалічних та аморфних зразків. Варто зазначити, що теоретичні результати, отримані в цій роботі та інших дослідженнях щодо кристалічного дибориду алюмінію, добре узгоджуються. Це дає нам впевненість, що розрахункові характеристики аморфних структур, перелічених у таблиці 6.4, також будуть достовірними без порівняння з експериментальними результатами щодо механічних властивостей аморфних сплавів. Щодо c-AlB 2, то вимірювався лише  \f104  об'ємний модуль [139]. Об'ємний модуль 170 ГПа, визначений у [139] можна порівняти зі значенням 184 ГПа, отриманий у цьому дослідженні. Аморфні зразки мають менші модулі пружності, ніж кристалічний AlB2. Модулі  пружності  a-AlBC  найвищі  серед  інших  аморфних  зразків.  Співвідношення B\/G та коефіцієнт Пуассона широко розглядаються як емпіричний критерій крихкості (B\/G < 1,75, ν < 0,26) або пластичності (B\/G > 1,75, ν > 0,26) полікристалічних матеріалів. Можна бачити, що c-AlB2 близький до крихкого матеріалу, тоді як усі аморфні зразки будуть поводитися пластично, і серед них менш пластичним матеріалом буде a-AlBC. Цей зразок також має найвищу температуру Дебая (797 К) та твердість (9,1 ГПа) у порівнянні з іншими аморфними структурами, однак ці значення не перевищують Θ D та HV для c-AlB2 (941 К та  ,9 ГПа відповідно). Вище ми показали, що сітки Al-C, Al-N та Al-B, що переважають відповідно у a-AlBC, a-AlBN та aAlB2, демонструють деяку подібність до структур Al4C3 і w-AlN та c-AlB2, відповідно. Таблиця 6.4 – Розраховані Хіла об'ємний (B), зсуву (G), Юнга (E) модулі, коефіцієнт Пуассона (ν), відношення B\/G, температура Дебая (ΘD), твердість за Віккерсом (HV) і ударна в'язкість (KIC) для c-AlB2, a-AlB2, a-AlBC та a-AlBN. Результати розрахунків DFT-GGA інших авторів також наведені для порівняння Sample  B G (GPa) (GPa) c-AlB2 184 107 205a 105a 191c 95c a-AlB2 140 71 a-AlBC 134 74 a-AlBN 138 67 a b c [137]; [140]; [138]  E (GPa) 268 270a 244c 183 188 172    B\/G  0.26 0.28a 0.29c 0.28 0.27 0.29  1.73 1.95a 2.01c 1.96 1.80 2.07  D (K) 941 1098a  HV (GPa)  .9 10-14b  KIC (MPam1\/2) 2.00  789 797 745  8.2 9.1 7.1  1.46 1.45 1.43  Це спостереження дозволить пояснити зниження твердості в послідовності aAlBC — a-AlBN - a-AlB2 (див. таблицю 6.4), якщо твердість кристалічних фаз буде зменшуватися в послідовності Al4C3 - w-AlN - c-AlB2. Для підтвердження цього припущення ми розрахували модулі пружності Хіла для Al 4C3 та w-AlN.  \f105  Використовуючи розраховані модулі, ми оцінили твердість за Віккерсом. Ми хотіли б нагадати, що твердість c-AlB2  ,9 ГПа представлена в таблиці 5.4. Встановлено, що твердість становить 18,8 ГПа, 16,5 ГПа та  ,9 ГПа для Al 4C3, wAlN та c-AlB2 відповідно, що підтверджує наше припущення. В'язкість при руйнуванні аморфних зразків 1,43–1,46 МПа·м 1\/2 нижча порівняно з кристалічним диборидом алюмінію (2,00 МПа·m1\/2). Для з’ясування характеру поведінки аморфних структур при деформації розтягу їх напруження розраховувались як функція видовження вздовж осі с. Тут ми хотіли б нагадати, що всі початкові суперкомірки, використані в моделюванні FPMD, мали гексагональну симетрію. Після моделювання FPMD початкові комірки були спотворені, але їх форма була близькою до форми початкових гексагональних комірок. Враховуючи цей факт, подовження зразків проводилося вздовж осі с. Розрахункові залежності напруження від деформації розтягу σ (ε) наведені на рисунку 6.7.  Рисунок 6.7 – Зв’язок між деформацією та напруженням при розтягуванні аморфних структур Було виявлено, що ідеальна міцність на розтяг (максимальне напруження, σT) складає 30,9 ГПа, 20,1 ГПа, 11,2 ГПа и 9,2 ГПа для c-AlB2, a-AlBN, a-AlBC та aAlB2 відповідно. Зразки c-AlB2 та a-AlBN мають більш високу ідеальну міцність на розрив у порівнянні з такими в a-AlBC та a-AlB2. Видно, що заміщення атомів  \f106  бору в a-AlB2 атомами азоту або вуглецю призводить до зміцнення цього аморфного сплаву. Також зауважимо, що для аморфних сплавів немає кореляції між твердістю та ідеальною міцністю на розрив. Рисунок 6.7 показує, що залежності σ(ε) мають складну еволюцію і характеризуються наявністю декількох екстремумів. Аналіз атомних конфігурацій зразків на різних стадіях подовження показує, що екстремуми викликані головним чином перегрупуванням сіток В-В під час деформації. Наприклад, для a-AlBN стрибок напруження σ від 14,9 ГПа до 20,1 ГПа зі збільшенням деформації ε від 0,2 до 0,24 пояснюється утворенням ікосаедричних фрагментів бору. Функції gB−B−B деформованих зразків a-AlBN, зображені на рисунку 6.8, показують, що формування більш досконалої сітки В-В під час деформації призводить до зменшення розсіювання кутів між зв’язками і, у свою чергу, до посилення міцності цього зразка. При більшому подовженні нова атомна конфігурація може бути менш стабільною, ніж на попередній стадії подовження, і, як наслідок, напруження зменшиться. Залежність σ (ε) може мати періодичний характер, як у випадку a-AlBC (див. рис. 6.7).  а  ----- - ε = 0,20;  - ε = 0,24; а – кластер бору у зразку a-AlBN при деформації ε = 0,24  Рисунок 6.8 – Розподіл кутів між зв’язками B-B-B для a-AlBN на різних стадіях подовження  \f107  6.6 Електронні властивості Локальні електронні щільності станів (LEDOS) аморфних сплавів були розраховані для аналізу їх електронної структури, станів заряду та провідності. Розраховані електронні спектри показані на рисунку 6.9 у порівнянні з LEDOS cAlB2. Можна бачити, що для всіх зразків смуга нижче рівня Фермі складається з неметалічних (B, C, N) станів з невеликою домішкою алюмінієвих станів, які переважно локалізовані над рівнем Фермі. Такий розподіл електронних станів вказує на перенесення заряду від атомів алюмінію до атомів неметалів. У таблиці 6.5 ми показано розрахункові заряди іонів у зразках, і дійсно іони Al позитивні, а іони неметалів - негативні, що означає, що валентні електрони переносяться з алюмінію на неметали. Позитивний заряд із центром на іонах Al найбільший у cAlB2 та a-AlBN. Негативний заряд, локалізований на іонах неметалів, зростає в послідовності B - C - N. Звідси випливає, що в аморфних зразках азот і вуглець є більш іонними, ніж бор. Повертаючись до рисунку 6.9, ми бачимо, що кристалічна фаза c-AlB2 буде проявляти металічну провідність, оскільки рівень Фермі розташований вище мінімуму EDOS. Для аморфних зразків рівень Фермі розташований якраз у мінімумі EDOS, і це означає, що принаймні аморфні зразки проявлять провідність, властиву напівметалам. Однак, як буде показано нижче, стани в мінімумі EDOS локалізовані, і їх внесок у провідність буде незначним. Розраховані величини IPR (Q2) для аморфних зразків наведені на рисунку 6.10. Цей коефіцієнт дає інформацію про локалізацію електронних станів [143]: чим вище IPR, тим вище локалізація електронних станів. Результати, представлені на рисунку 6.10, показують, що стани в мінімумі EDOS, так звані щільові стани, достатньо локалізовані.  \f108  Рисунок 6.9 – Локальна електронна щільність станів (LEDOS) аморфних сплавів. Рівень Фермі є нулем енергії Таблиця 6.5 – Заряди іонів у зразках (в електронах) Sample c-AlB2 a-AlB2 a-AlBC a-AlBN  Al +1.010 +0.776 +0.884 +0.970  B -0.505 -0.388 -0.167 -0.170  C -0.717 -  N -0.800  Локалізація електронних станів має місце також у межах смуг нижче і вище рівня Фермі (валентність і смуги провідності відповідно). Аналіз показує, що сильно локалізовані стани обумовлені наявністю аномально координованих атомів та спотвореннями кутів між зв’язками. Отже, не всі стани у зонах валентності та провідності є делокалізованими через наявність у них локалізованих (резонансних) станів. І резонансний, і щілинний стани практично  \f109  не сприяють провідності. Щоб брати участь у провідності, електрони повинні термічно збуджуватися в зону провідності з GS, або RS станів, тобто відбуватиметься стрибкова провідність, і з цього випливає, що аморфні зразки будуть демонструвати провідність, властиву напівпровідникам, як це було встановлено експериментально для аморфних AlB та Al-В-С плівки [133]. У цьому зв'язку зауважимо, що аморфізація c-AlB 2 призводить до зміни провідності від металічної до напівпровідникової. Це явище також було виявлено для систем на основі Si-C [144]. Оцінити зазор рухливості аморфних сплавів важко через наявність як щілинного, так і резонансного станів. Проте, враховуючи результати, представлені на рисунках 6.9 і 6.10, ми оцінюємо, що він може знаходитися в діапазоні 1–2 еВ, і зростатиме відповідно до послідовності a-AlB2 — a-AlBC - aAlBN. На жаль, ширину забороненої зони (E g) напівпровідників неможливо правильно відтворити у розрахунках DFT через те, як трактуються електронні кореляції (зараз у рамках GGA). Дійсно, розрахункове значення E g для w-AlN дорівнює 4,1 еВ, тоді як ширина забороненої зони, визначена експериментально, становить 6,2 еВ. Таким чином, розрахунки DFT занижують E g в ∼0.66 раз. З урахуванням цієї обставини величина щілини рухливості аморфних сплавів була передбачена в діапазоні 1,52–3,03 еВ.  Рисунок 6.10 – Коефіцієнт зворотної участі (IPR) для аморфних зразків  \f110  Висновки до розділу 6 У цій роботі було проведено моделювання методом молекулярної динаміки з перших принципів для дослідження структури та властивостей аморфних сплавів AlB2, AlBC та AlBN. Основні висновки такі: 1. Зразок a-AlB2 не має шаруватої структури, властивої c-AlB2, а його сітка BB характеризується просторовою кластеризацією бору. У a-AlBC та a-AlBN сітки Al-B та B-B більш хаотизовані, ніж у aAlB 2, і мають менший ступінь скупчення бору, ніж у a-AlB2. 2. Розділення фаз Al4C3 та B4C в a-AlBC не виявлено. Сітка Al-C цього сплаву демонструє деяку схожість зі структурою фази Al4C3. 3,7 % атомів Al та 7,4 % атомів C у конфігураціях Al-C 4 та C-Al5, властивих Al4C3, вказує на невелику сегрегацію спотворених Al4C3-подібних нанокластерів у a-AlBC. 3. У сплаві a-AlBN тетраедричні та гексагональноподібні кореляції B-N утворюють аморфну сітку B-N. Кореляції Al-N у цьому сплаві переважають. Наявність 7,4 % атомів Al та 18,5 % атомів N у спотворених вюрцитоподібних конфігураціях свідчить про невелику сегрегацію нанорозмірних доменів, подібних до w-AlN. 4. З’єднання c-AlB2 ближче до крихкого матеріалу, тоді як усі аморфні сплави проявляють пластичність. Встановлено, що твердість, температура Дебая та ударна в’язкість аморфних сплавів знаходяться відповідно в діапазоні 7,1–9,1 ГПа, 745–789 К та 1,43–1,46 мПа·м 1\/2. Ці значення нижчі, ніж у c-AlB 2 ( ,9 ГПа, 941 К та 2,00 мПа·м1\/2 відповідно). Сплав a-AlBC має найвищу твердість - 9,1 ГПа серед інших аморфних сплавів. 5. Встановлено, що ідеальна міцність на розрив (максимальна напруга, σ T) становить 30,9 ГПа, 20,1 ГПа, 11,2 ГПа та 9,2 ГПа для c-AlB 2, a-AlBN, a-AlBC та a-AlB2 відповідно  \f111  6. Кристалічний диборид алюмінію має локалізовані акустичні коливання алюмінію з максимальною частотою 14,7 ТГц та широку смугу коливань бору в діапазоні до 29,7 ТГц, з двома основними піками близько 14 ТГц та 27 ТГц. Для сплаву a-AlB2 ці піки зникають, вібраційна смуга бору розширюється до 33,9 ТГц, а діапазон акустичних коливань збільшується до 23,6 ТГц. Спектри фононів aAlBC і a-AlBN дуже подібні до спектрів a-AlB 2, проте коливальні смуги, пов'язані з неметалами, широкі і простягаються до ~39 ТГц. 7. Аморфізація c-AlB2 призводить до зміни провідності від металічної до напівпровідникової. Вважається, що всі аморфні зразки мають напівпровідникові властивості з прогнозованою щілиною рухливості в діапазоні 1,52–3,03 еВ. 8. Встановлено, що аморфні сплави, розглянуті в цьому дослідженні, мають твердість, порівнянну з твердістю кремнію, і містить кластери бору, які можуть діяти як тверде мастило проти тертя. Тому очікуються трибологічні застосування для цього класу аморфних сплавів, а з огляду на їх електронні властивості вони також повинні знаходити застосування як електронні матеріали. 7 СТРУКТУРНІ ПЕРЕТВОРЕННЯ В КРИСТАЛІЧНОМУ І АМОРФНОМУ AlN ПІД ТИСКОМ 7.1 Вступ Унікальні фізичні властивості, такі як висока термостійкість, температура плавлення та твердість, притаманні нітриду алюмінію (AlN), який являє собою електронну кераміку з прямою енергії щілиною ≈6,0 еВ [151], [152]. AlN є важливим матеріалом для застосувань в мікроелектроніці, лазерних діодів, світлодіодів, оптичних детекторів та інших пристроях [152]. Нітрид алюмінію кристалізується в гексагональній структурі вюрциту (В4, просторова група  № 186) з чотирма атомами на елементарну комірку:  Al(1\/3,2\/3,0), Al(2\/3,1\/3,1\/2), N(1\/3,2\/3,h), N(2\/3,1\/3,1\/2+h). AlN зазнає фазового  \f1   перетворення з В4 в В1 (типу NaCl, просторова група  ) під тиском 14,0–22,0  ГПа (робота [153] і посилання в ній). Для фазового перетворення з В4 в В1 були запропоновані гексагональні та тетрагональні шляхи [154]. На гексагональному шляху структура B4 спочатку перетворюється на п’ятикратно координований гексагональний перехідний стан із просторовою групою  (тип h-BN), а потім у структуру B1. У  тетрагональній послідовності перетворень фаза В4 спочатку переходить у тетрагональний стан (просторова група I4mm), а потім у фазу В1. Попередні розрахунки з перших принципів [154] припускали, що AlN має притримуватися гексагонального шляху. Розрахунки з перших принципів передбачають фазовий перехід В4-В1 при 8,3–16,0 ГПа (див. огляд в роботі [152]). Моделювання методом FMD в ансамблі NPH (постійна кількість атомів, постійний тиск і постійна ентальпія), в якому використовувалася ступінчаста зміна об’єму комірки, дозволило встановити фазовий перехід першого роду з В4 до В1 вище 100 ГПа та  підтвердити  гексагональний шлях для цього переходу, що включав два проміжних стани з просторовими групами  та  [155]. Два можливих шляхи переходу від  B1 до B4, а саме: непрямий B1 → h-BN →  (тип β-BeO) → B4, і прямий –  B1 → h-BN → B4 були виявлені в результаті FPMD декомпресії B1-AlN при температурі вищій 3000 K [6]. Автори [156] зробили висновок, що перехід через стан  є характерною ознакою механізму, тоді як поява фази  не є  необхідною. Тиск 29 ГПа для переходу від В4 до В1 був також динамічно отриманий за допомогою MD моделювання на основі емпіричного потенціалу, який складається з двох- і трьохцентрових членів, шляхом збільшення зовнішнього тиску при постійній температурі 3000 К [157]. Молекулярна  \f113  динаміка  Кара-Паррінелло  була  застосована  для  вивчення  структурних  властивостей аморфного нітриду алюмінію (a-AlN) [158]. За допомогою FPMD моделювання спостерігалися два послідовних фазових переходи першого роду в a-AlN [159]. Встановлено, що AlN зазнає аморфно-аморфного фазового переходу першого роду після кристалізації у структуру В1 при збільшенні тиску [159]. Механічні властивості B4-AlN та a-AlN вивчалися в рамках моделі емпіричного потенціалу [160]. Аналіз  опублікованих  даних  дозволив  з'ясувати  деякі  прогалини  в  теоретичному дослідженні AlN. Зокрема, попри численні дослідження фазових перетворень у кристалічному та аморфному AlN, походження проміжних фаз, які спостерігалися під час стиснення чи декомпресії, ще не встановлено. Запропоновано різні інтерпретації перехідних станів у B1-AlN при декомпресії. Температура переходу В1-В4 не встановлена. Усі запропоновані моделі та механізми структурних перетворень сильно завищують або тиск переходу, або температуру. Нарешті, поки що немає порівняльних першо-принципних досліджень термодинамічних та механічних властивостей кристалічних та аморфних нітридів алюмінію. Тут ми прагнули заповнити ці прогалини у вивченні AlN. 7.2 Деталі обчислень Першопринципні розрахунки проводили з використанням коду Quantum ESPRESSO. Деталі розрахунків описані в Розділі 3.2 і 4.3. Зупинимось на відмінностях. Інтегрування по зоні Бриллюена виконувалося за допомогою спеціальних наборів k точок згідно схеми Монкхорста-Пака із сітками (     ) та (8 8 6) для 2-атомної кубічної та 4-атомної гексагональної структур відповідно. Ми розглянули початкові 4-атомні гексагональні, 8-атомні кубічні та 32атомні тетрагональні комірки, які представляли фазу B4-AlN, щоб з'ясувати можливе походження проміжних фаз, які можуть утворитися під час стиснення та  \f114  декомпресії цієї фази. Однокрокове FPMD моделювання в ансамблі NPT (постійна кількість атомів, тиск, температура) релаксованої структури B4-AlN проводилося при тиску P = 50 ГПа і температурі T = 500 K. FPMD декомпресія стиснених структур B1-AlN проводилася при Р = 0 і Т = 1500 К. Зміни повної енергії ET, об’єму комірки V, середнього координаційного числа (ACN) та параметрів решітки контролювались під час кожного температурного кроку. Усі структури досягали усередненої за часом рівноваги, а потім загальна енергія та об’єм комірки структур лише незначно коливалися навколо їх рівноважних значень. У випадку FPMD моделювання 32-атомної комірки точка Γ була використана для економії часу обчислень без шкоди для точності. FPMD розрахунки для 4- та 8-атомних комірок проводилися з використанням (8 8 8) та (4 4 4) сіток k точок відповідно. Зразок аморфного AlN був згенерований наступним чином. Спочатку створювалась  8-атомна кубічна суперкомірка за допомогою транслювання 4 × 4 × 4 комірки B2-AlN (типу CsCl). Ця початкова структура була хаотизована, а потім урівноважена протягом 3 пс в FPMD моделюванні в ансамблі NPT при 4500 К. Розплав охолоджувався до 500 K протягом 27 пс, а потім релаксувався. Точка Γ та сітка (2 2 2) Монкхорста-Пака використовувалась для інтегрування по зоні Бриллюена при FPMD моделюванні та релаксації зразка відповідно. Однокрокове FPMD моделювання релаксованого зразка a-AlN проводилося при тиску P = 40 ГПа і температурі T = 1000 К. Ми розрізняємо метастабільні та проміжні фази, які є стабільними та нестійкими після релаксації відповідно. Ці фази були ідентифіковані на певних етапах FPMD моделювання. Ідентифікація метастабільних або проміжних структур  проводилася  за  допомогою  теоретико-групового  аналізу  з  використанням програми ISOTROPY [161]. Ми дотримувалися правила, згідно з яким у послідовності ідентифікованих структур G01 - G1 - G2 - G02, G1 повинна бути підгрупою G01, G2 - підгрупою (або супергрупою) G1 та підгрупою G02. Допустиме відхилення 0,04а (а - параметр гратки) для векторів комірки та  \f115  координат атомів було використано при аналізі симетрії [161]. Для візуалізації структур використовувалась програма XCRYSDEN [162]. Розрахункові параметри гратки B4-AlN та B1-AlN у рівновазі становлять a = 3.116 Å, c\/a = 1.603 та a = 4.051 Å відповідно, що порівняні з експериментальними значеннями a = 3.111 Å, c\/a = 1,600 [PDF 025–1133], і a = 4,045 Å [PDF 046– 00] відповідно. Розраховані параметри гратки інших авторів становили a = 3,060– 3,151 Å, c\/a = 1,570–1,614 та a = 4,069 Å відповідно [155]. Розрахований внутрішній  параметр  h  становив  0,381,  що  можна  порівняти  з  експериментальними та теоретичними значеннями 0,38–0,383 [155]. Ці результати показують,  що  розрахункові  характеристики  добре  узгоджуються  з  експериментальними та теоретичними значеннями інших авторів. Нижче буде проведено порівняння обчислених пружних констант та модулів з відповідними експериментальними значеннями. 7.3 Повна енергія B4-AlN і a-AlN залежно від тиску На рисунку 7.1 показано повні енергії ET як функції об’єму комірки V структур, які можуть утворитися при стисненні фаз B4-AlN та a-AlN. Результати вказують на кілька можливих фазових переходів: (i) B4 → h-BN, ii) h-BN → B1 та (iii) a-AlN → B1. Фаза h-BN може бути метастабільною у переході B4→B1, оскільки залежність ET(V) у дуже малій області поблизу V = 9 Å 3\/атом, де h-BN може бути виявлена, не має мінімуму. Як буде показано нижче, незважаючи на цей дуже спрощений аналіз, поява метастабільного стану h-BN під час стискування B4-AlN правильно передбачена.  \f116  Рисунок 7.1 – Повні енергії ET як функції об’єму комірки V для різних структур AlN при T = 0 K  \f117  7.4 Кристалічний AlN На рисунку 7.2 показано об'єм та структурні параметри 4-атомної комірки B4AlN як функції часу FPMD моделювання при стискуванні при P = 50 ГПа і T = 500 K, та декомпресії при P = 0 і T = 1500 K.  Рисунок 7.2 – Об'єм комірки (V) та структурні параметри (h, a, b, c і γ) B4-AlN як функції часу моделювання при стискуванні та декомпресії Візуалізація атомних конфігурацій на кожному крокові часу та їх комплексний теоретико-груповий аналіз дозволили виявити метастабільні та проміжні структури, що виникають під час стискування та декомпресії. Щоб виділити метастабільні та проміжні фази, структури, вибрані з FPMD траєкторії, були релаксовані, і було вставлено просторову групу як для початкової, так і для релаксованої структур. Стабільна P63mc, ідентифіковані метастабільні P63\/mmc, Fm-3m та Cmcm структури показані на рисунку 7.3.  \f118  (а) комірка під час різного часу моделювання t при стискуванні: (b) t = 118-146 пс, (в) t = 146225 пс та (d) t>225 пс та комірка B1-AlN (d) при декомпресії: (c) t = 33-49 пс, (b) t = 49-103 пс та (а) t> 103 пс  Рисунок 7.3 –Комірка B4-AlN з координатами А1 (1\/3, 2\/3, ½+h) та А2 (1\/3, 2\/3, 1\/2+h), h = 0,3807 На рисунку 7.4 показано зміщення атомів у стабільній та метастабільній фазах AlN відповідно до фононних мод, які будуть розглянуті нижче при описі структурних перетворень. Шлях трансформації при стискуванні є P63mc– P63\/mmc–Cmcm–Fm-3m. При декомпресії реалізується зворотна послідовність.  Зміщення відповідно до (а) оптично їмоди Γ1 у структурі Р63mc (b), Γ5+ (с) і Γ2- мод у структурі Р63\/mmc та (d) моди X5- у структурі Fm-3m [161]  Рисунок 7.4 – Відносне зміщення атомів  \f119  Така ж послідовність була отримана для 8- та 32-атомних моделювальних комірок, що вказує на те, що шляхи структурних перетворень AlN нечутливі до форми та розміру початкових моделювальних комірок. Також виявлено ту саму послідовність  структурних  перетворень  при  високих  температурах  при  стискуванні (500 K ≤ T ≤ 2000 K) та декомпресії (1500 K ≤ T ≤ 2500 K). Ці результати показують, що «шлях гексагональної деформації» (тобто без утворення тетрагональної проміжної структури) має місце у B4-AlN при стисненні та декомпресії, згідно з прогнозом інших теоретичних досліджень [154] – [156]. Однак тиск переходу 50 ГПа нижчий, ніж встановлений в інших FPMD дослідженнях (вище 100 ГПа [155]), а температура моделювання переходу В1-В4 1500 К була нижчою порівняно з температурою переходу вищою 3000 K [156], що може бути обумовлено різними умовами FPMD моделювання. Ці результати показують, що однокрокова FPMD схема є більш точною, ніж інші варіанти FPMD процедур. Крім того, наше моделювання не виявило тетрагонального проміжного стану P42\/mnm, виявленого в пос. [156] під час декомпресії B1-AlN. Ми припускаємо, що непрямий Fm-3m → P63\/mmc → P42\/mnm → P63mc шлях перетворення [156] є малоймовірним, оскільки просторова група P42\/mnm не є підгрупою ні просторової групи P63\/mmc, ні просторової групи P63mc [161]. Щоб зрозуміти походження цієї послідовності структурних перетворень, ми обчислили пружні константи та модулі AlN під тиском та дослідили фононні спектри всіх вищезгаданих фаз. Розраховані константи пружності C ij, пружні Хілла об'ємний B, зсуву G та Юнга E модулі для полікристалічних матеріалів та стисливості вздовж та перпендикулярно вісі c (K 1 та K2 відповідно) зведені в таблицю 7.1. Для порівняння, у таблиці 7.1 показано пружні константи та модулі, отримані  в  інших  експериментальних  та  теоретичних  дослідженнях.  Експериментальні та теоретичні результати досить добре узгоджуються.  \f 0  Таблиця 7.1 – Пружні константи Cij, об'ємий B, зсуву G і Юнга E модулі (у ГПа) та стисливість уздовж (K1) та перпендикулярно (K2) осі c (у 10−3 ГПа−1) [152] C11  C   C13  C33  C44  C66  B  G  E  K1  K2  P63mc  380   7  98  362  113   7  196   4  307  1.9  1.6  P=0  394a  134a  95a  402a   1a  130a  202e  117e  295e  411b  149b  99b  389b   5b  131b  206f   6f  315f  369c  144c  100c  392c  91c  113c  220g  154g  374g  376d   7d  97d  355d  1 d   5d  194d   2d  586  261  227  513  163  167  347  165  426  1.2  0.9  356  180  132  289  203  88  207   6  314  2.3  1.3  650  453  164  866  330  98  414  208  534  0.86  0.78  P63mc P=60 GPa P63\/mmc P=0 P63\/mmc P=65 GPa  a-d,f – Експеримент; e,g – DFT інших авторів  7.4.1. Стиснення: фазовий перехід P63mc → P63\/mmc Аналіз атомних конфігурацій на різних етапах FPMD стиснення показує, що фазовий перехід P63mc → P63\/mmc відбувається внаслідок вертикального зміщення атомів азоту всередині комірки та стиснення вздовж осі c (порів. рис. 7.3(а) та 7.3(b)). Однорідне зменшення об'єму комірки при постійному співвідношенні c\/a не призвело до пом'якшення жодної фононної моди та структурних перетворень. Ми розрахували пружні константи для обох фаз при різних тисках і виявили, що критерії пружної стійкості для гексагональних кристалів C11 > |C |, 2 C132 < C33 (C11 + C ), C44 > 0, C66 > 0, задовольняються для всіх структур (див. таблицю 7.1), що свідчить про те, що фазовий перехід не пов'язаний з їх пружною нестійкістю. Структурні параметри та частота оптичної Γ1 фононної моди B4-AlN як функції тиску показані на рисунку 7.5.  \f 1  Рисунок 7.5 – Частота Γ1 оптичного фонону, ω(Γ1), параметр h, об'єм комірки V та відношення c\/a для B4-AlN як функції тиску P Видно, що при тиску P ≈ 65 ГПа відбуваються різкі структурні зміни, що пов'язано з перетворенням Р63mc → Р63\/mmc. На початковому етапі стиснення відношення c\/a зменшується, і, відповідно, деформацію ε zz можна розглядати як параметр першого порядку. Таке скорочення можна пояснити тим, що для B4-AlN K1 > K2 (див. таблицю 7.1). У нашому подальшому аналізі був виділений оптичний Γ1 фонон (див. рис. 7.4 (а)), оскільки він єдиний, який має зв’язок з коливанням Nпідрешітки відносно підрешіток Al уздовж осі c та деформацією εzz [161]. Щоб пояснити вплив деформації εzz e3 на Γ1 оптичний фонон, було розглянуто розкладання вільної енергії Ландау для фазового переходу Р6 3mc → Р63\/mmc, викликаного тиском: F = Fe + FU + FeU  (7.1)  Тут FU - вільна енергія, пов'язана з Γ1 оптичною модою, FeU - це зв'язок між атомними зміщеннями та деформаціями, а F e відповідає однорідним пружним деформаціям [161]: Fe = 1\/2 C11 (e21 + e22) + C  e1 e2 + C  e3 (e1 + e2)  \f 2  + 1\/2 C33 e23 + 1\/2 C44 (e24 + e25) + 1\/4 (C11 − C ) e26, FU = αUz + βUz2 + O(U3), FeU = A e3 Uz + B e3 Uz2 + C e23 Uz + O(U3, e3), де α і β - нормальні коефіцієнти Ландау, e - повний набір спонтанних деформацій, A, B і C - коефіцієнти зв’язку між деформаціями та зміщенням атомів, Cij - оголені пружні константи. Спонтанні зсуви атомів відповідно до Γ1 оптичної моди (Ux = Uy = 0, Uz ≠ 0) та пружні деформації випливають з умов рівноваги: і  (7.2)  відповідно. На початковому етапі стиснення визначаємо атомні зміщення  Звідси випливає, що стиснення вздовж осі c (деформація ε zz) викликає наступне вертикальне зміщення N-підрешітки відносно підрешітки Al, пов'язане з Γ1 оптичним фононом (пор. рис. 7.4(а)). З іншого боку, пом'якшення Γ 1 оптичної моди викликає спонтанне збільшення деформації ε zz (тобто співвідношення c\/a, див. рис. 7.5):  В результаті відбувається утворення фази P63\/mmc з h = 0,5 [пор. рис. 7.3(b)]. Структурне перетворення супроводжується пом'якшенням Γ 1 оптичного фонону, зменшенням об'єму комірки та відношенням c\/a (див. рис. 7.5), що свідчить про те, що це перетворення може бути ближче до фазового переходу першого роду. 7.4.2. Стиснення: P63 \/mmc → Cmcm → Fm-3m фазові переходи  \f 3  Рисунок 7.5 показує, що після 65 ГПа не спостерігається структурних перетворень, що вказує на те, що стиснута структура P6 3\/mmc стабільна до дуже високого тиску. Однак невелике зміщення атомів уздовж довгої діагоналі xy площини комірки призвело до утворення структури Cmcm (див. рисунок 7.3(с)). Ця структура відрізняється від структури P6 3\/mmc розташуванням атомів A1 та A2: у новій комірці їх кристалічні координати (1\/3 ± U, 2\/3 ± U, 1\/2) та (1\/3 ± U, 2\/3 ± U, 1\/2) відповідно. Очікування атомних конфігурацій AlN протягом FPMD моделювання показує, що зміщення атома, U x = Uy = U, Uz = 0, можна розглядати як керуючий параметр порядку для фазового переходу P6 3\/mmc → Cmcm. Теоретико-груповий аналіз цього зміщення атома показує, що він відповідає фононній моді Γ5+ у фазі Р63\/mmc [11] (порів. рис. 7.4 (b)). Коли ця мода пом'якшується, спонтанні пружні деформації можуть бути викликані через зв'язок між атомними зміщеннями та макроскопічними деформаціями. Ці деформації можна встановити, враховуючи таке розкладання для симетричного квадрата [Γ 5+ × Γ5+] = Γ1+ + Γ5+: тільки деформації η0 = εxx+ εyy, εzz, η1 = εxx - εyy і η2 = -2εxy перетворюється відповідно до представлення Γ 1+ та Γ5+ [161]. Оскільки η0 не впливає на симетрію кристала, ми зосередимось на деформаціях η 1 та η2. З огляду на цей висновок, розкладання Ландау вільної енергії для фазового переходу P63\/mmc → Cmcm можна записати так [161]: Fe = λ (η  + η22) + O(η3), FeU = D η1 (Ux2 − Uy2) − 2 D η2 Ux Uy, де λ і D — сталі. Оскільки U x =  U, Uy = U та Uz = 0 (у координатах решітки)  [161], спонтанні пружні деформації випливають із виразів (7.1) та (7.2):  Для цих деформацій |a| = |b|, а кут між a і b, ∠(a,b) = 60º. Чим ближчі атоми A1 та A2 до центру площини xy комірки, тим ближче кут ∠(a,b) до 90º. Ромбічна деформація елементарної комірки супроводжується збільшенням відношення c\/a  \f 4  та зменшенням об’єму комірки за рахунок деформацій η 0, η1 та η2 (див. Рис. 7.2 та 7.3). Структура Fm-3m формується, коли ∠(a,b) = 90º і c\/a =  . Середній об'єм  стиснутої структури B1-AlN 7,3 Å3\/атом порівняний з теоретичним (6,75 Å3\/атом [155]) та експериментальним (7,75 Å3\/атом) значеннями. 7.4.3. Декомпресія: Fm-3m → Cmcm → P63\/mmc фазові переходи Коли під час FPMD моделювання утворилася B1-AlN, ми провели декомпресію цієї фази при P = 0 та T = 1500 K. Фазове перетворення не відбувається при температурах нижчих 1500 К. Візуалізація FPMD структур на кожному часовому етапі дозволила ідентифікувати метастабільні та проміжні фази, що з'явилися під час декомпресії. Встановлено послідовність фазових переходів Fm-3m → Cmcm → P63\/mmc → P63mc (див. рисунок 7.2 і 7.3). Фононний спектр B1-AlN досліджувався при різних об’ємах комірки і привів до висновку, що перехід Fm-3m → Cmcm може бути викликаний колапсом поперечної X5- фононної моди при великих об’ємах. Зміщення атомів відповідно до цієї моди показано на рисунку 7.4(d). На рисунку 7.6 показано частоту цієї моди як функцію об’єму комірки V. Можна бачити, що коли V0 ≈ 11 Å3\/атом, коливання, пов'язані з цією модою, зникають. Значення V 0 більше, ніж рівноважний об'єм комірки B4-AlN (10,5 Å3\/атом), і великі коливання об'єму комірок можливі лише при високих температурах. Цей факт пояснює, чому структурна трансформація в B1-AlN починається при високих температурах. Механізм фазового переходу, пов'язаний з розпадом X 5− моди в B1-SiC, полягає в наступному. Існує три еквівалентні точки X, k1 = 2π\/a(1,0,0), k2 = 2π\/a(0,1,0) і k3 = 2π\/a(0,0,1) у зоні Бриллюена. Розглянемо k1. Тоді параметри порядку U, пов'язані з X5− модою, є Uy(k1) або Uz(k1). Для представлення X5− [X5− × X5−] = X1+ + X3+. Тоді, якщо Uz(k1) =  виникають спонтанні пружні деформації  eV = εxx + εyy + εzz, eE1 = εzz - εxx - εyy, що перетворюються відповідно до X1+ і X3+  \f 5  представлень [161]. Зміщення атомів та деформації e V, eE1 призводять до (i) зсуву атомів A1 та A2 уздовж діагоналі квадрата тетрагональної комірки, (ii) зменшення кута ∠(a,b) та (iii) скорочення осі c (див. рисунок 7.3(d) та 7.3(c)). В результаті утворюється проміжна структура Cmcm. Ця нестабільна структура далі перетворюється в метастабільну фазу P63\/mmc. Оскільки перетворення Fm-3m → P63\/mmc відбувається за допомогою тетрагональної деформації комірки, це структурне перетворення має проявляти особливості фазового переходу першого порядку.  Рисунок 7.6 – Частоти оптичних мод X5− та Γ2− фононів у структурах Fm-3m та P63\/mmc AlN, відповідно, як функції об’єму комірки V 7.4.4. Декомпресія: P63\/mmc → P63mc фазові переходи Щоб описати фазовий перехід P63\/mmc → P63mc, з’ясуємо, чому фононна мода відповідає за цей перехід. Теоретико-груповий показує, що лише зміщення атома відповідно до оптичної Γ2- фононної моди в структурі P63\/mmc може призвести до утворення фази P63mc. Фононна мода Γ2- пов'язана з атомними коливаннями N-підрешітки відносно Al-підрешітки вздовж осі c (пор. Рис. 6.4(с)]) Частота цієї моди показана на рис. 7.6 як функція від об’єму комірки. Видно, що частота оптичного Γ2- фонона наближається до нуля зі збільшенням об’єму V при  \f 6  декомпресії. Пом'якшення цієї моди призводить до зменшення параметра h з 0,5 до 0,3807. В результаті фаза P63\/mmc перетворюється в фазу P63mc. Розклад для симетричного квадрата [Γ2− × Γ2−] = Γ1 + Γ2− означає, що ця фононна мода поєднується з деформаціями εxx + εyy, εzz, а атомні зміщення повинні супроводжуватися зміною відношення c\/a та стрибком об’єму, що свідчить про те, що утворення фази P63mc відбуватиметься за механізмом фазового переходу першого порядку. 7.5. Аморфний AlN Для дослідження можливого фазового переходу в a-AlN під тиском та його термодинамічних та механічних властивостей в порівнянні з властивостями B4AlN було згенеровано зразок аморфного нітриду алюмінію. Структурні параметри згенерованого зразка порівнювалися з параметрами, отриманими для a-AlN [157] – [160], і було досягнуто дуже хорошого узгодження. Згенерований зразок був використаний для однокрокового FPMD моделювання при Р = 40 ГПа і Т = 1000 К. Об'єм комірки, повна енергія E T і середнє координаційне число (ACN) як функції часу моделювання показані на рисунку 7.7.  \f 7  Рисунок 7.7 – Величини V, ET та ACN a-AlN як функції часу моделювання під час стиснення при P = 40 ГПа та T = 1000 K Були ідентифіковані три стадії: t1 = 0– 00 фс, t2 =  00–5000 фс і t3 > 5000 фс. Типові атомні конфігурації a-AlN на цих етапах показані на рисунку 7.8. Під час першого етапу, t1, відбувається поступове зменшення об’єму комірки та збільшення ET і ACN. Середнє координаційне число збільшується з ≈4 до ≈5. Стаціонарний стан досягається на стадії t2. На цьому етапі V та ET коливаються навколо відповідних рівноважних значень, а ACN ≈5. У [159] цей стан був ідентифікований як аморфна фаза високої щільності (HDA). Дійсно, рисунку 7.8 показує, що структура HDA більш щільна, ніж структура фази a-AlN при t = 0. Тому було б розумно назвати останню фазу аморфною фазою низької щільності (LDA). Перетворення LDA → HDA не є переходом першого порядку, оскільки під час трансформації об’єм комірки поступово змінюється. Цей висновок суперечить результатам FPMD моделювання із покроковою зміною об’єму, оскільки в точці переходу V різко зменшується [159].  \f 8  (а) - t = 0; (b) - t = 2700 фс; (c) - t = 6000 фс  Рисунок 7.8 – Атомні конфігурації a-AlN на різних стадіях стиснення при 40 ГПа Ми припускаємо, що ця розбіжність може бути зумовлена різними FPMD схемами, що використовуються в обох підходах. Нарешті, фазовий перехід від HDA до B1 першого порядку відбувається на стадії t 3, оскільки він супроводжується різким зменшенням повної енергії та об'єму комірки, а також збільшенням ACN до ≈6 (див. рисунках 7.7 і 7.8(с)). Типові атомні кластери для чотирикратної  координованої  LDA,  п'ятикратно  координованої  HDA  та  шестикратно координованої фаз B1 показані на рисунку 7.9. Для кластерів HDA атоми, що належать до одиниць Al0-N1N2N3 та N0-Al1Al2Al3, знаходяться в площинахN1N2N3 та Al1Al2Al3 відповідно.  (а) - LDAфаза; (b) -HDAфаза; (c) - B1фаза  \f 9  Рисунок 7.9 – Атомні кластери, утворені у LDA, HDA та B1 фазах AlN Можна побачити, що чотири атоми одиниць Al0-N1 N2 N3 та N0-Al1 Al2 Al3 розташовані на відповідних площинах, що властиво структурам P63\/mmc та Cmmm (рисунках 6.3(b) та 7.3(c)). Перехід від HDA до B1 при P = 65 ГПа був передбачений [159]. На жаль, результати обох підходів не можуть бути більш детально проаналізовані, оскільки температура переходу при покроковому FPMD моделюванні [159] не повідомляється. Парні кореляційні функції та розподіл кутів між зв’язками для a-AlN на різних етапах моделювання зображені на рисунках 7.10 і 7.11. Результати, представлені на рисунках 7.10, 7.11 і 7.9 чітко показують, що п’ятикратно координована фаза HDA може розглядатися як проміжний стан у фазовому переході від LDA до B1, подібно до стану P6 3\/mmc у перетворенні B4 → B1. Отже, ми можемо розглядати фазу HDA як аморфний аналог метастабільної фази P63\/mmc.   - t = 0 ; ----- - t = 2700 фс; ········· - t = 6000  \f130  Рисунок 7.10 – Парні кореляційні функції a-AlN на різних стадіях стиснення   - t = 0 ; ----- - t = 2700 фс; ········· - t = 6000; -∙-∙-∙-∙-∙ - g(θ) для P63\/mmcAlN  Рисунок 7.11 – Розподіл кутів між зв’язками g(θ) для a-AlN на різних стадіях стиснення при 40 Гпа  \f131  7.6. Термодинамічні та механічні властивості B4-AlN та a-AlN На рис. 7.  показано розрахункову щільність фононних станів для B4-AlN і aAlN (LDA) в порівнянні з експериментальною щільністю фононних станів (PHDOS) [163].  1 - експериментальна PHDOS [163]; 2 - PHDOS B4-AlN4 3 - PHDOS a-AlN Рисунок 7.  – Розрахункова щільність фононних станів (PHDOS) B4-AlN, в порівнянні з експериментальною PHDOS Можна бачити, що теоретичні та експериментальні PHDOS для кристалічного AlN досить добре узгоджуються. Фононний спектр аморфного зразка згладжений в порівнянні зі спектром B4-AlN через вплив випадкової аморфної сітки. Щілина між 68 і 75 меВ в PHDOS B4-AlN зникає в спектрі a-AlN. Розраховані PHDOS кристалічної та аморфної фаз були використані для оцінки теплоємності при постійному об’ємі (CV). Результати представлені на рисунку 7.13. Для порівняння, на рисунку 7.13 також показано експериментальну залежність C P(T) [164], [165]. Не зважаючи на те, що PHDOS кристалічного та аморфного AlN значно відрізняються (див. рисунок 7. ), їх теплоємності дуже близькі. Відмінність  \f132  спостерігається в низькотемпературній області до 600 K, де крива C V(T) для B4AlN трохи нижча, ніж для a-AlN. Існує розкид експериментальних точок при температурах вище 600 К. Тим не менш, можна бачити, що розрахункова крива для B4-AlN досить добре відтворює експериментальну криву C P(T) в області температур до 1000 К. Це означає, що найпростіша модель, що включає лише фононні спектри, здатна описати термодинамічні властивості B4-AlN, зокрема теплоємність, а також ентропію та коливальну енергію (тут не показано) з прийнятною точністю в діапазоні температур до до 1000 К.  1 – експериментальна температурна залежність теплоємності при постійному тиску CP(T) [164]; 2 – експериментальна температурна залежність теплоємності при постійному тиску CP(T) [165]; 3 -B4-AlN; 4 – a-AlN Рисунок 7.13 – Розраховані теплоємності при постійному об’ємі (CV) як функції температури Розрахункові криві напруження-деформація для B4-Al та a-AlN показані на рисунку 7.14.  \f133  1 – B4-AlN [0001]; 2 – (0001) [2–1–10]; 3 – a-AlN [001]; 4 – (001) [100] Рисунок 7.14 – Зв'язок між напруженістю та деформацією Криві дають інформацію про поведінку цих систем при розтягувальних і зсувних напруженнях. Ідеальні міцності (тобто максимальні напруження до руйнування) для B4-AlN при розтягуванні, σT = 39,5 ГПа та зсуві, σS = 19,6 ГПа, більш ніж у два рази вищі порівняно з σ T = 16,7 ГПа і σS =  ,4 ГПа для a-AlN. Розрахунки з перших принципів B4-AlN при деформації розтягу та зсуву показали, що σT = 35–40 GP і σS = 20–22 GPa [166], що дуже близько до отриманих у цій роботі. Найгірша узгодженість розрахункових значень σ T спостерігається з ідеальними межами міцності на розрив ≈24 GPa та ≈6 GPa відповідно для B4-AlN та a-AlN, отримані за допомогою емпіричної моделі ([160], рис. 7.5(а)). Для a-AlN модулі пружності G та E були розраховані за даними рисунку 7.14 з урахуванням  структурної  однорідності  аморфного  зразка.  Модуль  B  розраховувався з рівняння стану. Модулі пружності a-AlN виявилися В = 182 ГПа, G = 87 ГПа та Е = 189 Гпа. Порівнюючи ці можна бачити, що аморфний зразок демонструє значно менші модулі пружності, ніж кристалічний. Враховуючи розраховані модулі пружності, були оцінені значення твердості за Віккерсом (H V)  \f134  для кристалічної та аморфної фаз. Твердість 16,5 ГПа для B4-AlN виявилася у два рази більшою, ніж значення HV = 8,4 ГПа для a-AlN. Ці значення нижчі за відповідну ідеальну міцність на зсув (рисунок 7.14), і цей факт виправдовує придатність використаного підходу для оцінки твердості на основі модулів пружності, розрахованих при рівновазі. Експериментальні значення твердості для B4-AlN знаходяться в діапазоні 16–18 ГПа [167], що свідчить про те, що розрахункові та експериментальні значення твердості добре узгоджуються. Відношення B\/G пов'язане з пластичністю матеріалу: якщо B\/G > 1,75, він буде пластичним, інакше – крихким. Значення B\/G дорівнюють 1,6 та 2,1 для B4AlN та a-AlN відповідно, що вказує на те, що кристалічна фаза повинна бути крихкою, тоді як аморфна фаза – пластичною. Висновки до розділу 7 Однокрокове  FPMD  моделювання  кристалічного  та  аморфного  AlN  проводилося при стисненні та декомпресії. Послідовність фазових переходів P63mc → P63\/mmc → Cmmm → Fm-3m виявлена при стисненні B4-AlN при P = 50 ГПа і T = 500 K. На початковому етапі перетворення P6 3mc → P63\/mmc відношення c\/a зменшується, оскільки стисливість B4-AlN вище вздовж осі c вища, ніж перпендикулярно цій осі. Це спричиняє спонтанне зміщення атомів відповідно до Γ1 оптичної моди (Ux = Uy = 0, Uz 0) та подальші пружні деформації εzz. У подальших перетвореннях рушійного параметром порядку у фазі P6 3\/mmc слід вважати зміщення атомів, U x = U = U, Uz = 0, відповідно до Γ5+ фононної моди. Коли ця мода пом'якшується, можуть виникати спонтанні пружні деформації η0 = εxx + εyy, εzz, η1 = εxx - εyy і η2 = −2εxy. В результаті кут між осями a і b змінюється від  0º до 90º, і відбувається послідовність фазових переходів P63\/mmc → Cmmm → Fm-3m.  \f135  8 МІКРОСТРУКТУРА ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БАГАТОШАРОВИХ АМОРФНИХ AlN\/BCN ПОКРИТТІВ 8.1. Вступ Багатошарові нанорозмірні покриття на основі нітридів перехідних металів проявляють  добрі  фізико-механічні  та  трибологічні  властивості  завдяки  формування в них принаймні двох фаз та великої кількості міжфазних поверхонь поділу, які перешкоджають руху дислокацій та знижують тенденцію до руйнування матеріалу покриття [168]. В той же час, згідно з роботами [169], нанокомпозитні покриття мають містити в собі нанокристалічні зерна однієї фази, оточені другою фазою з аморфним прошарком (а), що призводить до підвищення стійкості по відношенню до високотемпературного окислення. Крім того, аморфний прошарок перешкоджає рухові дислокацій та знижує схильність до руйнування [168]. В даній роботі досліджено два типи шарів AlN тa BCN, які схильні до аморфізації при низьких температурах осадження, що робить їх перспективними для використання в якості захисних матеріалів від зовнішнього впливу. Отже, ціллю даної роботі є осадження багатошарових покриттів AlN\/BCN, в яких хоча б один з двох шарів був аморфним, та вивчення їх мікроструктури та властивостей. 8.2. Деталі експерименту і розрахунків Багатошарові нанорозмірні покриття AlN\/BCN (116 шарів) були осаджені на Si(100) підкладинки шляхом поперемінного магнетронного розпилення мішеней Al тa B4C в аргоново-азотній атмосфері. Тиск в камері дорівнював 1,4 мТор, до підкладок прикладалось зміщення –50 В, а витрата аргону та азоту складала 47 тa   см3\/хв, відповідно. Температура підкладки була 350 °С. Лише один параметр, а саме величина струму на мішені B 4C (ІB4C), змінювався при осадженні покриттів  \f136  ІB4C = 0-150 мА. Осаджені покриття були відпалені у вакуумі при температурах 600, 900 тa 1000°C. Картину хімічних зв’язків у шаруватих покриттях вивчали аналізуючи FTIR спектри, виміряні на приладі FSM  02 LLC “Infraspek”. Наноіндентування плівок проводили на приладі Nanoindenter-G200 (Agilent Technologies). Всі вимірювання проводили за допомогою алмазного индентора Берковича з номінальним радіусом 340 нм. Вимірювали також твердість за Кнупом на приладі MICROMET-2103 (BUEHLER, СШA) при навантаженні 100 мН. Величину твердості для кожного зразка усереднювали по 10 вимірювань. Щоб перевірити можливість осадження епітаксіального шару BN між шарами B4-AlN, ми розрахували фононні спектри різних модифікацій нітриду алюмінію та нітриду бору а також фононні спектри декількох структур AlN, BN та гетероструктури AlN(001)\/BN із перших принципів. Гетероструктура являла собою  -ти атомну (1 × 1 × 3) суперкомірку B4-AlN, в якій шар AlN заміщений шаром BN. 8.3. Структурні та механічні властивості багатошарових покриттів AlN\/BCN Дослідження покриттів медом рентгенівської дифракції показало, що осаджені моношаруваті та багатошаруваті покриття були аморфними (тут не показано). На рисунку 8.1 приведені FTIR спектри осаджених покриттів. Із спектрів видно, що інтенсивність зони поглинання B–N зростає, а зони Al–N знижується із збільшенням ІB4C. Відсутність зони коливань від Al–B тa Al–C зв'язків вказує на відсутність сполук алюмінію з бором та вуглецем (AlB2, AlB , Al4C3, та ін.). В якості першого наближення можна вважати за факт формування чистих границь між аморфними шарами а-AlN тa а-BCN.  \f137  30; 50; 80; 100 - значення величини струму ІB4C (мА) на мішені B4C  Рисунок 8.1 – FTIR спектри від моношарових плівок AlN тa BCN та багатошарових покриттів AlN\/BCN На рисунках 8.2, 8.3 приведені результати вимірювання Н, Е та твердості за Кнупом, НК. Твердість багатошарових покриттів зростає з ІB4C (рисунок 8.3а) до максимальної величини 27 ГПа в покритті, осадженому при ІB4C= 100 мА. Згідно з рис. 8.1, підвищення ІB4C призводить до збільшення прошарку α-BCN, а це, в свою чергу, посилює модуляцію напружень в покритті, оскільки вини є різними в аморфних шарах AlN тa BCN: шар а-AlN знаходиться під дією стискуючих напружень, а шар а-BCN - розтягувальних. Твердість моношарових плівок а-AlN тa а-BCN дорівнює  ,2 та  ,8 ГПа, відповідно. Отже, ми схильні вважати, що чергування напружень, що має місце в багатошарових покриттях, попри їх аморфну структуру, відповідає за збільшення твердості порівняно з твердістю одношароватих а-AlN тa а-BCN покриттів.  \f138  1 - моношаровий a-BCN; 2 - моношаровий a-AlN; 3 – багатошаровий a-AlN\/a-BCN  Рисунок 8.2 –Нанотвердість (Н) та модуль Юнга (Е) покриттів, осаджених при ІB4C= 100 мА, в залежності від глибини проникнення індентора  Рисунок 8.3а – Твердість за Кнупом  Рисунок 8.3 b – Твердість за Кнупом  (НК) в залежності від ІB4C  (НК) в залежності від температури відпалу (Тв)  \f139  Із рисунку 8.3b видно, що відпал покриттів призводить до істотного зниження твердості при температурах вище за 600°C. Отже, можна зробити висновок, що осаджені покриття AlN\/BCN є стабільними до температури 600°C. Подальше підвищення температури відпалу певно спричиняє перемішування шарів, їх реконструкцію, що призводить до зниження внутрішніх напружень, а отже і до зменшення  твердості. Ще одним поясненням може бути те, що можливе  збільшення об'ємної частки оксидів алюмінію та бору із підвищенням температури Тв призводитиме до зниження твердості. Спираючись на результати робіт [168] та [169], ми можемо допустити, що окисленню аморфних багатошарових нанорозмірних покриттів перешкоджає низька швидкість дифузії кисню в аморфній матриці. Отже основним фактором, що призводить до зниження твердості при відпалу, є зниження внутрішніх напружень. 8.4. Динамічна стабільність шарів BN в гетероструктурах B4-AlN\/В4-BN На рисунку 8.4 приведено результати розрахунку фононних спектрів різних структур на основі нітридів алюмінію і бору. Всі структури AlN тa BN є динамічно стабільними у рівноважному стані. Однак збільшення параметрів решітки B4–BN (a = aB4–AlN) приводить до появи уявних частот. Це означає, що епітаксіальні шари B4–BN не можуть сформуватись між шарами B4–AlN (рис. 8.4d). Цей висновок підтверджують результати розрахунків щільності фононних станів (PHDOS) для гетероструктури B4-AlN(0001)\/В4-BN (рис. 8.4c). Видно, що фононний спектр гетероструктури містить неявні частоти, а отже вона є динамічно нестабільною.  \f140  Рисунок 8.4 – Щільність фононних станів (PHDOS) для різних структур AlN у рівновазі та для B4-BN у рівновазі (а=а0) та при а=аB4–AlN, а також гетероструктури В4-AlN(001)\/В4-BN (Al4B2N6) у рівновазі Висновки до розділу 8 Осаджені багатошарові аморфні покриття AlN\/BCN показали підвищення нанотвердости, модулю Юнга та твердості за Кнупом в порівнянні із моношаровими аморфними покриттями AlN тa BCN, що пояснюється модуляцією напружень, які виникають в аморфних шарах AlN тa BCN. Збільшення величини струму на мішені із карбіду бора до 100 мА привело до істотного підвищення твердості багатошарового покриття від 18 до 27 ГПа завдяки збільшення прошарку аморфного BCN і підвищення внутрішніх напружень. Цей висновок підтверджується  результатами  FTIR  вимірювань.  Покриття  є  термічно  \f141  стабільними до температури 600°C. З подальшим збільшенням температури відпалу твердість різко зменшувалась завдяки ослабленню внутрішніх напружень. Теоретичне дослідження показало, що шар B4–BN в багатошаровому покритті B4–AlN\/В4-BN буде динамічно нестабільним. 9 МАГНЕТРОННІ Si-B-C-N ПОКРИТТЯ 9.1 Вступ Багатокомпонентні плівки в системі Si-B-C-N мають потенціал для використання в якості твердих покриттів в різних галузях промисловості. Серед керамічних матеріалів різного типу система Si-C-N має такі властивості, як висока твердість [170], [171], оптична прозорість [172], висока термічна стабільність [173] та корозійна стійкість [174]. Нещодавно було повідомлено, що кераміка Si-C-N, легована бором, виявляє високу термічну стабільність [175] – [177], стійкість до окислення [175], [177], [178], твердість [176], [179], [180], оптичну прозорість [181]. Плівки Si-B-C-N одержують різними методами, серед яких є магнетронне розпилення [175], [177], [180], іонне розпилення [178], [181], [182], осадження із парової фази [183]. В роботах [177], [182] плівки Si-B-C-N осаджували шляхом розпилення мішені із пластини B4C, частково закритої смужками кремнію, в суміші газів аргон-азот. Встановлено, що склад плівок не змінювався під дією високої температури до 1700оС. В роботі [176] плівки Si-B-C-N наносили розпиленням мішені із кремнію, графіту та нітриду бора. Склад плівок змінювали через зміну кількості кремнію в зоні розпилення мішені BN. В роботі [180] мішенню була пластина графіту, частково закрита смужками кремнію та бору. Плівки Si-B-C-N одержували також розпиленням мішені із порошків Si, B та C. Нами проведено дослідження плівок Si-B-C-N, осаджених методом магнетронного розпилення мішені, складеної із кремнію (основа) та B4C.  \f142  9.2 Методика експерименту Плівки Si-B-C-N осаджували реакційним магнетронним розпиленням Si-B-C мішені в суміші газів аргон\/азот. Частка B4C в мішені залишалась незмінною в усіх експериментах. При осадженні плівок змінювали частку азоту в суміші газів. Підкладками були пластини кремнію. Перед осадженням плівок, підкладки обробляли в ультразвуковому диспергаторі в суміші ацетону та етанолу (50:50). Після того, як підкладки встановлювали в камері, її відкачували до тиску 2.7×10-3 Пa. а потім заповнювали сумішшю аргон\/азот у заданому співвідношенні. Перед осадженням підкладки нагрівали до температури 350оС. При осадженні плівок до підкладок прикладався негативний потенціал зміщення 50 В. Для порівняння була також осаджена плівка Si-B-C. Товщину плівок визначали оптичним методом. Кристалографічну структуру плівок досліджували методом рентгенівської дифракції. Елементний склад визначали методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії та фур'є інфрачервоної спектроскопії. Твердість плівок вимірювали методом індентування. 9.3 Структура та картина хімічних звязків XRD-аналіз показав, що всі осаджені плівки мали аморфну структуру. XPS дослідження виявили, що концентрація кремнію в плівках дещо зменшилась при збільшенні частки азот у в робочій суміші газів. Цей факт можна пояснити зниженням ефективності фізичного розпилення кремнію внаслідок зменшення кількості іонів аргону в плазмі розряду. Концентрація азоту в плівках зростала із збільшенням частки азоту в суміші Ar\/N2. Бор та кремній виявляють високу хімічну спорідненість з азотом. Оскільки вміст бору в плівках практично не змінився, то підвищення концентрації азоту в плівках було зумовлено взаємодією азоту із кремнієм. Зниження концентрації вуглецю в плівках може бути наслідком формування летючих молекул CN\/(CN)2. Ці молекули утворюються при хімічній  \f143  взаємодії атомів азоту (продуктів дисоціації молекул N2) з атомами вуглецю та можуть легко десорбуватись з поверхні плівки, що росте . Щоб дослідити характер хімічного зв'язку в плівках, ми провели вимірювання методами XPS та FTIR [184]. На рис. 9.1 приведено B 1s, Si 2p, C 1s и O 1s спектри XPS для Si-B-C плівки. Ми виявили в плівках такі типи зв'язків: B-O, BB, Si-O, C-C. Зокрема, B 1s спектр містить лінії 192,6 еВ та 187,7 еВ, які можуть бути притаманними зв'язкам В-О в сполуці B2O3, та В-В зв'язки. Спектр Si 2p містить тільки одну лінію 103,1 еВ, яка відповідає зв'язкам Si-O. Спектр C 1s містить також одну лінію 284,6 еВ, яка відповідає С-С зв'язкам. Спектр O 1s містить два пики 533,1 еВ та 532,5 еВ, які відповідають В-О зв'язкам в B2O3 та зв'язкам Si-O в SiO2 сполуках, відповідно.  Рисунок 9.1 – XPS спектри та ідентифікація піків плівки Si-B-C [145] Рисунок 9.2 ілюструє, як додавання азоту в газову суміш в камері впливає на характер зв'язків в плівках. Спектр B 1s містить три лінії. Лінія 193,0 еВ відповідає зв'язкам В-О в сполуці B2O3. Лінія 200,2 еВ може бути обумовлена π-π* переходом в sp2- зв'язаному h-BN. Третій пік 186,6 еВ може бути обумовлений  \f144  присутністю В-В та С-С зв'язків. Спектр Si 2p містить лінії 103,8 еВ та 102,7 еВ, які можуть бути віднесені до S-O зв'язків в SiO2 та Si-N зв'язків в Si3N4, відповідно. Спектр C 1s містить три лінії: 286,1 еВ, 284,8 еВ та 282,7 еВ, які можуть бути віднесені до C-N зв'язків, C-C зв'язків та B-C зв'язків в B4C, відповідно. Спектр N 1s містить дві лінії 399,9 еВ та 398,3 еВ, які можна зіставити із N-C зв'язками та N-Si\/N-B зв'язками, відповідно. Нарешті, спектр O 1s містить дві лінії 533,7 еВ та 533,2 еВ, які можуть бути приписані зв'язкам B-O в B2O3 та Si-O в SiO2, відповідно.  Рисунок 9.2 – XPS спектри та ідентифікація піків Si-B-C-N плівки, осадженої із 60 % азоту в Ar\/N2 суміші [184]  \f145  Результати XPS свідчать про те, що додавання азоту в Si-B-C плівки привело до формування додаткових зв'язків, зокрема: B-N, B-C, Si-N та C-N. Основними типами зв'язків є B-O, B-C, Si-O, Si-N и B-N. Присутність зв'язків B-O та Si-O може бути обумовлена залишковим киснем в камері після її відкачування до вихідного вакууму, а також із натіканням в камеру в процесі осадження плівки. Структуру зв'язків в плівках ми також досліджували методом FTIR. Було встановлено, що картина зв'язків в цьому випадку відповідає результатам, одержаним методом XPS. На рис. 9.3 приведено спектри FTIR від плівок, осаджених при різній частці азоту в газовій суміші в камері. В цих спектрах чітко розрізняються дві смуги поглинання: в області 500-1500 cм-1 и з центром біля 2200 cм-1. Лінії поглинання в спектрах FTIR були ідентифіковані за допомогою табличних даних представлених в роботі [145], і результати приведені в табл. 9.1.  1