Ефективність чизельного обробітку ґрунту під ячмінь ярий значною мірою залежить від попередників. Велику роль при цьому відіграє кількісний і якісний склад післяжнивно-кореневих решток попередника. У разі вирощування ячменю ярого після кукурудзи за наявності на поверхні поля понад 5 т/га рослинних решток, особливо за зневоднення або надмірного зволоження орного шару, суттєво погіршується якість роботи чизельних агрегатів: не досягається задана глибина розпушування ґрунту, утворюється брилуватий рельєф. Післяжнивні рештки соняшнику, на відміну від стебел кукурудзи, ламкі, краще подрібнюються та загортаються у грунт. До того ж після такого попередника прискорюється прогрівання поверхневого шару ґрунту навесні, за рахунок чого створюються кращі вихідні умови для життєдіяльності мікробів і вивільнення іммобілізованих азотних сполук у ґрунтовий розчин.
Польові дослідження
Експериментальні дослідження проводили протягом 2011–2015 років у стаціонарному польовому досліді ДУ Інститут сільського господарства степової зони НААН України у п’ятипільній короткоротаційній сівозміні: чистий пар- пшениця озима-соняшник-ячмінь ярий-кукурудза із залишенням післяжнивних решток усіх польових культур на полі. Основний обробіток ґрунту під ячмінь ярий після соняшнику проводили полицевим плугом ПО-3–35 на глибину 20–22 см (контроль), безполицевий (чизельний) обробіток чизелем на 14–16 см, безполицевий (дисковий) обробіток ґрунту — важкими дисковими боронами БДВ — 3 на 10–12 см.
Висівали сорт ячменю ярого Ілот, який адаптований до посушливих умов Степу. Посіви обов’язково обробляли у фазі кущення гербіцидом 2,4-Д у формі ефіру — 0,8 л/га для повного знищення падалиці соняшнику і бур’янів. Як органічне удобрення ґрунту використовували післяжнивні рештки попередника (стебла соняшнику), які після мінералізації повертають у грунт значну частину (з однією тонною післяжнивних решток соняшнику повертається у грунт 15,6 кг/га азоту, 7,6 кг/га фосфору та 45,2 кг/га калію) раніше відчужених елементів живлення рослин (N-NO3, P2O5, K2O).
Враховуючи це, схема досліду включала три фони удобрення: 1) без добрив + післяжнивні рештки попередника; 2) N30P30K30 + післяжнивні рештки попередника; 3) N60P30K30 + післяжнивні рештки попередника. Мінеральні добрива вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію. Всі експериментальні дослідження проводили відповідно до загальноприйнятих методик. Дослід закладений у трикратній повторності, загальна площа посівної ділянки — 330 м², облікової — 100 м². Ґрунт дослідної ділянки — чорнозем звичайний важкосуглинковий із вмістом гумусу в шарі 0–30 см — 4,2%, нітратного азоту — 13,2, рухомих форм фосфору і калію (за Чириковим), відповідно, 145 і 115 мг/кг.
Чизельний обробіток ґрунту після ячменю
Як засвідчили результати досліджень, показники ґрунту, визначені навесні до передпосівної культивації, незалежно від способів його обробітку, знаходились в оптимальних параметрах. Щільність будови ґрунту не перевищувала оптимальну межу — 1,35 г/см³ в оброблювальному шарі і становила по полицевій оранці 1,18, чизелюванні — 1,25, дисковому обробітку — 1,26 г/см³. Відмітимо, що за мілкого дискового обробітку спостерігалась диференціація орного шару за показниками щільності зі зростанням їх у шарі 10–20 см до 1,3 г/см³. Це, безумовно, пов’язано з механізмом дії робочих органів (диски) ґрунтообробного знаряддя на поверхню ґрунту, внаслідок чого ущільнюється нижче лежачий від верхнього необроблений шар ґрунту (10–20 см). Твердість землі за полицевої оранки в шарі 0–30 см була мінімальною — 8,7 кг/см², а використання чизельних та дискових знарядь сприяло зростанню показників, відповідно, до 11,9 і 13,3 кг/см², не перевищуючи при цьому оптимальні параметри до 21 кг/см² для ячменю ярого.
Структурний аналіз ґрунту, проведений навесні перед посівом ячменю ярого, показав, що незалежно від способів обробітку ґрунту сума агрономічно цінних структурних агрегатів розміром 10–0,25 мм знаходилась у межах 73,2–75,9%. Відмічена тенденція до підвищення кількості найбільш цінних структурних агрегатів розміром 7–0,25 мм на фоні чизельного та дискового обробітків. Запаси продуктивної вологи в середньому за чотири роки досліджень навесні у півтораметровому шарі ґрунту становили по оранці 151,7, чизелюванні — 169,6, дисковому обробітку — 160,4 мм.
Мульчувальний обробіток ґрунту та полицева оранка
Перевага у накопиченні вологи в осінньо-зимовий період на 17,9 мм (179 т/га) відмічена на чизельному обробітку порівняно з полицевою оранкою, що пояснюється насамперед наявністю післяжнивних решток попередника на поверхні ґрунту та хвилястим мікрорельєфом грунту. Зрештою відмічені вище особливості чизелювання сприяли більшому накопиченню снігу на тлі загального недобору нормативної суми опадів протягом грудня-січня та практично відсутності значного снігового покриву в роки проведення досліджень. У подальшому водний режим у посівах ячменю ярого змінювався залежно від стану ґрунту, росту і розвитку рослин на різних фонах удобрення, гідротермічних умов (табл. 1).
Таблиця 1. Вплив різних способів обробітку ґрунту на сумарне водоспоживання ячменем ярим у шарі ґрунту 0–150 см (середнє за 2011–2015 рр.), мм
Протягом вегетаційного періоду ячменю ярого вологозапаси в ґрунті поступово зменшувалися порівняно з першим визначенням навесні і у фазі колосіння становили за полицевої оранки 18,2–36,5 мм, чизелювання — 24,3–44,5, дискування — 37,0–57,2 мм залежно від рівнів живлення рослин. Удобрені рослини, на відміну від неудобрених, мали потужнішу вегетативну масу і закономірно використовували більше вологи для підтримання тургорного стану. Водовитрачання зростало по висхідній: природний фон — N30P30K30 — N60P30K30. У період фаз розвитку кущення-колосіння, який відзначався недобором опадів, відбувалося стрімке накопичення вегетативної маси та інтенсивне використання води рослинами ячменю, про що свідчать низькі залишкові запаси вологи. Відповідно до стану посівів і передумов для формування урожайності зерна найбільше використання вологи з ґрунту зареєстроване на чизелюванні — 121,3–124,9 та полицевій оранці — 111,1–118,2 мм, найменше — на дискуванні — 107–112,8 мм (табл. 1).
Упродовж проміжку часу від фази колосіння до збирання ячменю ярого випадали дощі, які поповнювали запаси вологи в ґрунті до 33,5–53,4 мм в 1,5 м шарі. Відмічено прямий взаємозв’язок між рівнем її залишкових запасів (колосіння) і кількістю увібраної вологи опадів. Випаровування води в цей період коригувалось значною мірою ступенем проективного покриття поверхні рослинами зернофуражної культури з явними ознаками гальмування цього процесу в більш щільних посівах. Стосовно абсолютних величин вмісту вологи в ґрунті по варіантах обробітку ґрунту збереглась тенденція, притаманна фазі колосіння рослин ячменю.
Сумарне водоспоживання рослин ячменю ярого корелювало з показниками використаної вологи з ґрунту та зростало на величину опадів (152,8 мм) протягом вегетаційного періоду. Найменше вологи на одиницю урожаю використовувалося за дискування, коефіцієнт водоспоживання тут був мінімальним і становив лише 89,6–99,1 мм/т попри мінімальний урожай зерна — 2,41–3,15 т/га. Використання полицевої оранки та чизелювання хоча і сприяло зростанню урожайності до 2,63–3,36 т/га, але призводило до збільшення витрат вологи на одиницю урожаю в 1,1–1,3 разів.
Забур’яненість посівів у фазі кущення, залежно від способів основного обробітку ґрунту, суттєво змінювалася і становила по оранці в межах фонів удобрення — 16,8–27,2, чизелюванні — 22,8–37,6, дискуванні — 38,8–52,4 шт/м² бур’янів. Найменші кількісні показники під час оранки пояснюються заорюванням насіння бур’янів із верхніх шарів у нижні, що зрештою ускладнює їх проростання із глибших горизонтів. Внесення міндобрив у дозі N30P30K30 і N60P30K30 стимулювало проростання бур’янів, що зумовлювало зростання їх чисельної кількості у фазі кущення зернової культури в 1,3 разу, особливо нітрофілов (лобода біла (Chenopodium album L.), щириця загнута (Amarantus retroflexus L.)).
На ранніх етапах органогенезу до внесення гербіциду 905 г/л2 — етилгексиловий ефір 600 г/л 2,4-дихлорфеноксиоцтової кислоти, під час оранки і чизелювання в агроценозі повністю домінувала падалиця соняшнику (44,2–76,7%), дискового обробітку — падалиця соняшнику (48,6–50,5%) і амброзія полинолиста (45,9–48,7%). Остання (Ambrosia artemisiifolia L.) та інші бур’яни легко проростають у місцях, де рослини ячменю ярого менш розвинені і слабо покривають поверхню ґрунту, тобто менш конкурентоспроможні по відношенню бур’янів, особливо на варіантах дискування (табл. 2).
Таблиця 2. Кількість бур’янів у посівах ячменю ярого залежно від способів обробітку ґрунту та удобрення (середнє за 2011–2015 рр.).
За спостереженнями, падалиця соняшнику, маючи стержньову кореневу систему і використовуючи вологу нижніх горизонтів ґрунту, досить швидко займає вільні екологічні ніші в посівах ячменю ярого. Виходячи у верхній ярус, вона жорстко конкурує за виживання, затінює культурні рослини, створюючи для них режим енергетичного дискомфорту. Тому в таких посівах обов’язковим агротехнічним заходом є застосування післясходових гербіцидів для повного знищення падалиці.
Усі вище перелічені фактори, а саме агрофізичний стан ґрунту, забезпеченість вологою, забур’яненість, внесені мінеральні добрива суттєво впливали на загальний рівень урожаю зернової культури. Так, згідно з результатами досліджень, показники урожайності ячменю ярого в середньому за 2011–2015 рр. за використання полицевої оранки і чизелювання були майже рівноцінними — 2,69–3,35 та 2,35–3,32 т/га. Дискування ґрунту знижувало урожайність зернової культури на 0,14–0,48 т/га (5,9–17,8%). У сильно посушливому 2012 році чизельний обробіток за урожайністю навіть перевищував полицеву оранку на 0,05–0,09 т/га по ділянках із внесенням мінеральних добрив, що, безумовно, пов’язано з кращою вологозабезпеченістю посівів.
Основною причиною зниження урожаю ячменю ярого після соняшнику по дисковому обробітку, на наш погляд, є зростання забур’яненості посівів, особливо збільшення кількості амброзії полинолистої (Ambrosia artemisiifolia L.) до 45,9–48,7% та падалиці соняшнику до 48,6–50,5% у структурі бур’янового угрупування. Окрім цього, більш повне перемішування післяжнивних решток попередника, разом з інтенсивним прогріванням верхнього шару під час оранки і чизелювання навесні, сприяють формуванню кращих вихідних умов для життєдіяльності мікробних популяцій і вилучення іммобілізованих мінеральних поживних речовин (N-NO3, P2O5, K2O та інших) у ґрунтовий розчин, що зрештою покращує умови поживного режиму.
Використання мілкого дискового обробітку ґрунту (10–12 см) у технології вирощування ячменю ярого, попри зниження урожаю зерна, забезпечило, порівняно з оранкою і чизелюванням, економію пального — 13,2–12,0 л/га, зменшення витрат праці на 0,91–0,62 люд.-год/га і коштів на суму 260–191 грн/га відповідно.
За полицевої оранки і чизельного обробітку ґрунту отримано істотно вищий урожай зерна, а ніж за дискування, що позитивно позначилося на собівартості виробництва зерна і рентабельності його виробництва. Найвищий рівень її забезпечив чизельний обробіток ґрунту — 48,7%, дещо нижчі показники отримано за полицевої оранки — 44,7%, а мінімальні, безумовно, за дискового обробітку скиби — 41,0%.
Висновки
1. Безполицевий (чизельний) обробіток ґрунту в умовах посушливого північного Степу України забезпечує зростання акумуляції ґрунтової вологи в осінньо-зимовий період, завдяки наявності на поверхні ґрунту рослинних решток, що гарантує збільшення запасів продуктивної вологи навесні на 179 т/га порівняно з іншими способами основного обробітку ґрунту.
2. Використання мілкого дискового обробітку ґрунту (10–12 см) під ячмінь ярий призводить до підвищення забур’яненості посівів, особливо амброзією полинолистою (Ambrosia artemisiifolia L.) та падалицею соняшнику, що є однією із причин зниження урожайності культури на 0,22–0,39 т/га, порівняно з полицевою оранкою та чизелюванням.
3. Використання полицевої оранки та чизелювання забезпечує отримання врожаю ячменю 2,69–3,35 і 2,35–3,32 т/га відповідно, що позитивно позначається на собівартості основної продукції та рівні рентабельності її виробництва 44,7–48,7%. Дискування ґрунту знижує урожайність зернової культури на 0,14–0,48 т/га (5,9–17,8%) за рахунок іммобілізації азоту мікроорганізмами за розкладання рослинних залишків.
Олександр ЦИЛЮРИК, доктор с.-г. наук
Дніпровський державний аграрний університет
