Загальновідомо, що коренева система рослин кукурудзи розвивається рівномірно у всіх напрямках і локалізується переважно у шарі ґрунту 30–60 см, а тому значно реагує на глибину його обробітку, що і підтверджується матеріалами досліджень отриманих на Ерастівській і Красноградській дослідних станціях Інституту зернового господарства УААН, а саме формування вищої урожайності на 0,3–0,4 т/га зерна за полицевої оранки порівняно з мілким безполицевим розпушуванням ґрунту.
Глибокий плоскорізний обробіток в умовах Степу України за високої культури землеробства не знижує урожай кукурудзи і сприяє формуванню навіть вищих біометричних показників та урожайності зерна порівняно з оранкою, або забезпечує рівноцінні показники елементів структури урожаю.
В умовах сьогодення за вирощування кукурудзи поширення набуває мілкий (мульчувальний) обробіток ґрунту, який виключає можливість перевертання орного шару й передбачає використання побічної продукції попередніх культур. Дефіцит інформації щодо ефективності мілкого мульчувального обробітку ґрунту за вирощування кукурудзи в північному Степу, а також суперечливе ставлення вчених до того чи іншого обробітку ґрунту викликає необхідність продовження досліджень грунтообробітку під кукурудзу з метою виявлення оптимального варіанту розпушування ріллі в технології вирощування зернової культури, який забезпечує оптимальні умови росту і розвитку рослин та сприяє максимальній урожайності зерна за мінімальної кількості виробничих витрат і високої рентабельності виробництва.
Головною метою досліджень було встановлення впливу різних способів мілкого (мульчувального) основного обробітку ґрунту та удобрення за високих фонів післяжнивних решток у сівозміні на біометричні показники, елементи структури урожаю, продуктивність та економічну ефективність вирощування кукурудзи в умовах Північного Степу України.
Польові експерименти проводили в дослідному господарстві «Дніпро» державної установи Інститут зернових культур НААН України в довгостроковому стаціонарному досліді лабораторії сівозмін та природоохоронних систем обробітку ґрунту у п’ятипільній сівозміні чистий пар — пшениця озима — соняшник — ячмінь ярий — кукурудза відповідно до загальноприйнятих методик дослідної справи, протягом 2011–2015 рр. Агротехніка вирощування кукурудзи (гібрид Білозірський 295 СВ) загальноприйнята для зони Степу.
Схема досліду включала три способи основного обробітку ґрунту під кукурудзу: полицевий (контроль) — оранка плугом ПО-3–35 на глибину 23–25 см; чизельний (мульчувальний) — чизелювання Chisel Plow на глибину 14–16 см; плоскорізний (мульчувальний) — обробіток важким культиватором КШН-5,6 «Резидент» на глибину 14–16 см. Загальним фоном під передпосівну культивацію вносили ґрунтовий гербіцид на основі діючої речовини Ацетохлор (900 г/л) — 2,5 л/га. Мінеральні добрива вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію в дозах: 1) без добрив + післяжнивні рештки попередника (контроль); 2) N30P30K30 + післяжнивні рештки попередника; 3) N60P30K30 + післяжнивні рештки попередника.
Грунт дослідної ділянки — чорнозем звичайний важкосуглинковий із вмістом в орному шарі: гумусу — 4,2%, нітратного азоту — 13,2 мг/кг, рухомих сполук фосфору і калію (за Чириковим), відповідно, 145 та 115 мг/кг.
Завдяки оптимальним умовам гідротермічного режиму, протягом років досліджень початок сходів на всіх варіантах досліду в середньому зафіксовано на 8-му добу, окрім полицевої оранки, де сходи з’являлися дещо раніше на 1 добу, що пояснюється кращими умовами температурного режиму на відміну від чизелювання та плоскорізного розпушування, де за рахунок наявності післяжнивних решток попередника на поверхні поля грунт гірше прогрівався.
Впродовж періоду вегетації кукурудзи, особливо до фази цвітіння волотей, спостерігалось випереджання росту і розвитку рослин за полицевого та чизельного обробітку порівняно з плоскорізним розпушуванням ґрунту. На цих варіантах на початкових етапах розвитку відмічали більш інтенсивні процеси листкоутворення, прискорене накопичення біомаси, а також ріст рослин у висоту (табл. 1).
Основні елементи продуктивності рослин кукурудзи в середньому за 2011–2015 рр.
Максимальна висота рослин, починаючи від фази 6–8 листків до 10–12, залежно від фону живлення, була характерна для полицевої оранки 47–58 і 114–127 см та чизелювання 46–57 і 115–132 см відповідно. Починаючи від фази 12–14 листків та до цвітіння відмічена невелика тенденція до покращення росту та розвитку рослин кукурудзи за чизельного обробітку, який перевищував навіть полицеву оранку на 5–13 та 2–3 см, або 2,7–7,0 та 1,0–1,3% відповідно. Це явище, ймовірно, можна пояснити наявністю за чизелювання гофрованого мікрорельєфу та рослинних решток попередника на поверхні поля, які затримували більше снігу в осінньо-зимовий період та сприяли додатковому накопиченню вологи протягом років досліджень на 15–30 мм у півтораметровому шарі.
За використання плоскорізного розпушування відмічена мінімальна висота рослин у всі фази росту і розвитку рослин, яка на період цвітіння, залежно від рівня живлення рослин, становила 205–215 см та була нижчою за полицеву оранку та чизелювання, відповідно, на 4,0–4,6 та 5,3–5,5%. Використання помірних доз мінеральних добрив разом із післяжнивними рештками (N30–60P30K30 + післяжнивні рештки попередника) підвищувало висоту рослин на всіх варіантах досліду, зокрема під кінець вегетації кукурудзи у фазі цвітіння на 4,0–4,6%. Низький приріст висоти рослин від добрив пояснюється досить високим рівнем ґрунтової родючості дослідної ділянки та низькими, помірними дозами мінеральних добрив.
Аналогічна тенденція, як і під час визначення висоти рослин характерна для біометричних показників рослин кукурудзи. Зокрема, площа листової поверхні за оранки та чизелювання, залежно від фону добрив, була практично однаковою 41,20–45,34 дм². Відмічена тенденція до незначного зниження цього показника за плоскорізного розпушування на 3,4–3,9%, що знаходилося у межах помилки досліду.
Кількість листків на одній рослині та діаметр стебла також не залежали від обробітку ґрунту, лише внесені мінеральні добрива закономірно сприяли зростанню кількості листків на одній рослині до 0,7–1,1 шт./росл.
Одним із важливих елементів, який бере участь у формуванні врожаю, є, як відомо, показник кількості качанів на рослинах, що вегетують. Так на всіх варіантах досліджень (оранка, чизелювання, плоскорізне розпушування) рослини сформували практично однакову кількість 93,4–95,6 шт. качанів на 100 рослинах. Що стосується морфологічних ознак качана (діаметр, довжина, кількість зерен), то, за даними обліків, на неудобрених ділянках (контроль) тенденцію до зниження показників основних елементів продуктивності рослин кукурудзи зафіксовано на ділянках плоскорізного розпушування (14–16 см), що пояснюється негативним впливом ряду факторів, а саме зростання об’ємної маси і твердості ґрунту, зниження нітрифікаційної здатності чорнозему, погіршення фітосанітарного стану посівів тощо.
Застосування мінеральних добрив разом із післяжнивними рештками попередника в помірних дозах (N30–60P30K30) за плоскорізного розпушування нівелює цю незначну різницю та сприяє отриманню практично рівнозначних показників у зв’язку з унормуванням процесів мобілізації нітратів під час залучення у ґрунтове середовище великої кількості рослинних решток попередника та передпопередника (5–7 т/га рослинних решток).
Отриманню високого рівня врожаю зерна кукурудзи у 2011, 2013–2015 рр. (4,53–7,73 т/га) сприяло суворе дотримання технологічного регламенту вирощування зернової культури, високі вихідні запаси продуктивної вологи в коренеактивному шарі ґрунту 0–150 см, а також опади, які збігалися у часі з критичним періодом водоспоживання рослин (за 10–15 днів до цвітіння волотей і початків та до кінця фази наливу зерна).
Винятком слід вважати 2012 рік, коли ріст і розвиток кукурудзи відбувався на тлі аномально спекотної погоди. Гідротермічний коефіцієнт у липні і першій половині серпня знижувався до позначки 0,01–0,38, що є ознакою дуже сильної посухи. Реєструвалися втрата тургору і в’янення рослин, пожовтіння і передчасне засихання листків нижнього ярусу, порушення процесів формування репродуктивних органів. Ці явища негативно впливали на врожайність основної продукції, яка варіювала в межах 1,77–2,55 т/га.
Врожайність зерна кукурудзи
Стосовно впливу досліджуваних агроприйомів на продуктивність кукурудзи відстежували певну закономірність.
За усередненими даними, на неудобреному фоні і з внесенням N30P30K30 мінімальну перевагу в урожайності зерна мали полицева оранка та чизелювання, зі збільшенням частки азоту (N60P30K30) — мілке плоскорізне розпушування скиби, що пов’язано, ймовірно, з унормуванням процесів мобілізації нітратів у разі використання в кругообігу великої кількості рослинних решток. Зважаючи на незначні розбіжності в показниках між варіантами досліду, в цілому, можна стверджувати рівноцінність зазначених способів основного обробітку ґрунту.
Підкреслимо також зниження урожайності зерна кукурудзи в аномально посушливому 2012 році до рівня 1,77–2,55 т/га, зберігаючи закономірність, тобто зниження урожайності у разі застосування плоскорізного обробітку на 0,06–0,29 т/га (3,3–11,4%).
Від застосування мінеральних добрив N30P30K30, разом із післяжнивними рештками попередника, за оранки (23–25 см) та чизелювання (14–16 см) отримано приріст урожаю зерна 0,45–0,46 т/га, а за плоскорізного розпушування (14–16 см) — 0,47 т/га, від N60P30K30 — відповідно 0,72–0,73 та 0,81 т/га.
Як показала економічна ефективність досліджуваних агроприйомів, мінімізація основного обробітку ґрунту під кукурудзу сприяє зниженню виробничих витрат (на 568–610 грн/га) і заощадженню палива під час виконання технологічного циклу робіт 8,3 л/га за чизелювання та 14,8 л/га за плоскорізного розпушування. За мілкого розпушування скиби на тлі N60P30K30 зростають, порівняно з оранкою, умовно чистий прибуток на 520–625 грн/га і рівень рентабельності виробництва зерна на 9,0–12,6%.
Висновки
1. Біометричні показники рослин та елементи структури врожаю качанів кукурудзи не суттєво залежали від обробітку ґрунту та були практично рівнозначними між собою. Відмічена лише тенденція до погіршення морфологічних ознак качанів (діаметр, довжина, кількість зерен) за плоскорізного розпушування (14–16 см), особливо на неудобрених ділянках (контроль), що пояснюється негативним впливом ряду факторів, а саме зростання об’ємної маси і твердості ґрунту, зниження нітрифікаційної здатності чорнозему, погіршення фітосанітарного стану посівів тощо. Застосування мінеральних добрив (N30–60P30K30) нівелює цю незначну різницю та сприяє отриманню практично однакових показників.
2. Мінімальну перевагу відносно урожайності зерна на неудобреному фоні і внесення N30P30K30 мали полицева оранка та чизелювання (4,83–5,33 т/га), а зі збільшенням частки азоту (N30–60P30K30) — мілке плоскорізне розпушування скиби (5,62 т/га), що пов’язане з унормуванням процесів мобілізації нітратів під час залучення у ґрунтове середовище великої кількості рослинних решток попередника та перед попередника (5–7 т/га). Незначні розбіжності в урожайності зерна свідчать про рівноцінність зазначених способів основного обробітку ґрунту.
3. Доведено, що мінімізація обробітку ґрунту під час вирощування кукурудзи дає можливість суттєво скоротити витрати паливно-енергетичних ресурсів, зокрема за чизелювання на 8,3 л/га, плоскорізного обробітку — 14,8 л/га, зі зростанням прибутку та рівня рентабельності виробництва — на 9,0–12,6%.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук,
Дніпровський державний аграрно-економічний університет
