Вирощування ячменю на еродованих ґрунтах

 

Науковцями Інституту зернових культур в умовах північного Степу України (Дніпропетровська обл.) проведені польові досліди з метою удосконалення способів проти­ерозійного обробітку ґрунту й оптимізації строків внесення мінеральних добрив під ячмінь ярий після зернової кукурудзи на схилі крутістю 3,5–4º. Вивчали ефективність безполицевого обробітку ґрунту на глибину 20–22 см діагональним розпушувачем ПРН-31000, чизельного обробітку на 10–22 см комбінованим агрегатом Conser Till Plow, мілкого (12–14 см) плоскорізного обробітку важким протиерозійним культиватором КПЕ-3,8, щільового обробітку (суцільне плоскорізне спушення на 12–14 см і смугове щілювання на 40–45 см знаряддям ПЩН-2,5). Контроль — оранка плугом ПЛН-4–35 (20–22 см).

 

На фоні різних варіантів зяблевого обробітку ґрунту проводили агротехнічну оцінку строків внесення мінеральних добрив нормою N₆₀P₆₀K₄₅ (врозкид восени під основний обробіток, весною під передпосівну культивацію і вроздріб — PK — восени, N — весною).

 

Ґрунт — чорнозем звичайний середньоеродований на лесі з вмістом гумусу в орному шарі 2,3%. Повторність дослідів трикратна, площа облікової ділянки — 100 м².

 

Установлено, що на схилових землях за ступенем позитивного впливу на елементи родючості та урожайність ячменю перевагу має безполицевий обробіток на глибину 20–22 см. Застосування діагональних розпушувачів забезпечує якісне кришення ґрунту, при цьому пилуваті фракції (менше 0,25 мм), за рахунок коливання пласта, переміщуються по тріщинах і розломах у середню та нижню частини орного шару.

 

Післяжнивні рештки кукурудзи, попередньо подрібнені дисковою бороною, рівномірно розподіляються на поверхні поля, ґрунт набуває оптимальної будови і відзначається порівняно високою проти­ерозійною стійкістю під час сніготанення і зливових дощів.

 

Проведення безполицевого розпушування скиби сприяє покращенню фільтраційних властивостей і водного режиму еродованих чорноземів, особливо при надходженні великої кількості зимових опадів на талий ґрунт. Волога, що акумулюється у глибоких горизонтах, менше втрачається на випаровування, вимерзання та видування і більш продуктивно використовується рослинами ячменю. В середньому за три роки у 1,5-метровому шарі ґрунту впродовж осінньо-зимового періоду тут накопичилось 125 мм доступної вологи проти 82 мм за оранки і 73 мм за мілкого плоскорізного обробітку (табл. 1).

 

 

Певним недоліком знарядь, обладнаних діагональними розпушувачами, є зниження якості роботи на перезволоженому (понад 27%) ґрунті, невисока продуктивність агрегатів і порівняно низька технологічність в умовах контурного землеробства.

 

Чизельний обробіток ріллі фронтальним культиватором Conser Till Plow, конструктивна схема якого включає дискову батарею, С-подібні пружні стояки і наральники напівгвинтового типу, за рахунок утворення внутрішньоґрунтової і поверхневої гребенистості агрофона забезпечував у дослідах максимально можливий ґрунтозахисний ефект. Відчуження ґрунту під час весняного сніготанення за чизелювання не перевищувало 0,7 т/га, тоді як за інших способів обробітку досягало 4,0–11 т/га.

 

Водночас за рівнем урожайності зерна чизельний обробіток дещо поступався безполицевому. Причина цього явища полягає у наступному. Застосування весною парових культиваторів КПС-4 (КПН-4) для допосівної підготовки поля не усуває залишкову гофрованість чизельного мікрорельєфу, що зумовлює нерівномірну заробку насіння і строкатість сходів. У поєднанні з просторовою неоднорідністю показників щільності, твердості та вологості ґрунту в системі «гребінь-борозна» це призводить до зниження продуктивності зернофуражної культури.

 

Передумовою підвищення агротехнічної ефективності чизелювання на схилах є створення на час сівби вирівняної поверхні поля шляхом застосування на весняно-польових роботах пружинних борін і багатофункціональних комбінованих агрегатів, а також підсилення біологічної активності ґрунту за рахунок добрив.

 

За даними наукових установ Степу мілкий плоскорізний обробіток під ячмінь після зернової кукурудзи можна застосовувати на слабоеродованих, добре оструктурених чорноземах, які містять понад 40% водостійких агрегатів за рівноважної щільності будови орного шару 1,25–1,30 г/см³. За таких умов, при збереженні на незначній глибині достатньої кількості провідних шпар вертикальної орієнтації, суттєво зростає водопідйомна спроможність ґрунту, що, своєю чергою, сприяє кращому використанню потенціалу родючості і підвищенню урожайності ячменю в сприятливі за зволоженням роки (відносно оранки) на 0,18–0,25 т/га.

 

Натомість за мілкого плоскорізного обробітку деградованих середньозмитих грунтових відмін важкого гранулометричного складу спостерігається незадовільне кришення ґрунту, збільшення кількості пилу в шарі 0–10 см, зниження коефіцієнта засвоєння вологи атмосферних опадів. Посилення внутрішньоґрунтового стоку талої води весною на мілко обробленому фоні часто зумовлене негативним впливом переущільненого «дна борозни», сформованого плоскорізом при спушенні вологого ґрунту пізно восени після збирання попередника.

 

Слід відзначити, що на схилових землях бур’яни другої «хвилі», які з’являються по закінченню догляду за рослинами попередньої культури (кукурудза), на час її збирання встигають утворити життє­здатне насіння. Це явище часто стає причиною зростання засміченості посівів ячменю, котра в наших дослідах за мілкого обробітку була в 1,5–2,0 разів вищою, ніж за оранки та безполицевого розпушування ґрунту на 20–22 см.

 

На переущільнених еродованих чорноземах Степу частково усунути недоліки мілкого обробітку дозволяє щілювання ґрунту, яке може виконуватись окремо (автономно) або в єдиному технологічному процесі спеціальними знаряддями ПЩН-2,5. Агроприйом поліпшує водопроникність ґрунту, зменшує стік води і розвиток площинної ерозії, перешкоджає утворенню «блюдець» і льодяної кірки. В результаті поєднання мілкого плоскорізного розпушування скиби і глибокого щілювання у півтораметровому шарі ґрунту в холодну пору року накопичується додатково 350–450 м³/га продуктивної вологи, що позитивно впливає на стан посівів у період вегетації та окупність внесених добрив.

 

При застосуванні щільового обробітку близько 25% насіння бур’янів просипається у щілини по профілю розпушеного шару зони деформації ґрунту. Частина його, особливо з малою питомою вагою (до 0,8 г/см³) і високою плавучістю транспортується у щілини на глибину 35–45 см з низхідним током води під час весняного сніготанення. Внаслідок цього спостерігається так зване «самоочищення» орного шару від насіння дикорослих видів і зменшення засміченості агроценозу ячменю щодо варіантів, які підлягали лише мілкому обробітку плоскорізом.

 

Дослідженнями встановлено ступінь впливу і взаємозв’язок факторів обробітку ґрунту та удобрення при формуванні продуктивності ячменю ярого в різні за гідротермічними показниками роки. Так, в умовах вологої і теплої погоди усереднений приріст урожаю зерна від внесення N₆₀P₆₀K₄₅ становив 0,93–1,11 т/ га. У несприятливі за зволоженням роки вірогідність отримання додаткового врожаю на високому агрохімічному фоні залежить від строків настання і тривалості ґрунтово-повітряної посухи. За порівняно короткочасного підвищення температурного режиму повітря (7–12 днів) під час кущення або колосіння рослин і наступному випаданні опадів шаром 10–15 мм нормативна доза мінеральних добрив забезпечує надбавку основної продукції 0,41–0,57 т/га.

 

За тривалої (понад 20 днів) посухи в період утворення репродуктивних органів, коли середньодобова температура повітря перевищувала +25ºC, а відносна вологість його в полуденні години знижувалась до 15–20%, урожайність ячменю на удобрених ділянках прирівнювалась до неудобрених (безполицеве спушення) чи була нижчою на 0,16–0,40 т/га (інші способи зяблевого обробітку ґрунту). При цьому на час закінчення фази колосіння в півтораметровому шарі ґрунту удобрених варіантів збереглось 28, неудобрених — 43 мм доступної вологи. У першому випадку висота рослин дорівнювала 84, другому — 70 см, а густота, відповідно, 412 і 393 шт./м².

 

Очевидно, що удобрені посіви з щільним стеблостоєм і більшою вегетативною масою до початку посухи майже повністю використали наявні резерви ґрунтової вологи, і водозабезпеченість їх під час формування й наливу зерна була на критично низькому рівні. За цих умов приросту урожаю зерна від застосування мінеральних добрив не отримано.

 

За впливом на урожайність ячменю осіннє внесення складних туків мало перевагу над весняним за безполицевого і чизельного обробітку ґрунту, особливо в сприятливі роки (надбавка — 0,26–0,30 т/га) (табл. 2). Це пояснюється перш за все позитивною синергетичною дією чинників вологи і добрив, зокрема, відносно рівномірним розподілом останніх по профілю розпушеного шару, що забезпечувало нормальне живлення рослин упродовж всієї вегетації зернофуражної культури.

 

Таблиця 2. Вплив обробітку ґрунту й удобрення на урожайність

ячменю ярового в різні за зволоженням роки, т/га

(чернозем звичайний середньоеродований, схил 3,5–4º)

 

 

Негативний результат від внесення туків весною за безполицевого обробітку пов’язаний також із подовженням на цьому агрофоні періоду набуття фізичної стиглості ґрунту. За таких умов використання важких машин для розкидання добрив може призводити до переущільнення орного шару, внаслідок чого отримання повноцінних сходів ячменю і їх укорінення залежить від своєчасності випадання дощів.

 

Залишкова гребенистість поверхні ґрунту, яка зберігається до весни після осіннього чизелювання, зумовлює просторову нерівномірність розміщення добрив. За розкидного способу внесення близько 60% їх, внаслідок скочування гранул і зрізання гребенів лапою культиватора під час передпосівної підготовки поля, розташовані полосами на глибині 8–10 см.

 

Надмірна локалізація мінеральних добрив в обмеженому середовищі може спричиняти за посушливої погоди пригнічення рослин ячменю, що зумовлено несприятливим впливом підвищеної концентрації елементів живлення, зокрема азоту, в ґрунтовому розчині. Щоб уникнути цього явища, слід використовувати восени для основного обробітку ґрунту на схилах чизельні знаряддя, які формують хвилястий мікрорельєф із гребенистістю не більше 5–7 см.

 

Велика ймовірність виникнення площинної та лінійної ерозії визначає недоцільність осіннього внесення синтетичних добрив за мілкого плоскорізного розпушування скиби. Неглибоке загортання їх на ділянках із проективним покриттям поверхні поля менше 50% призводить до суттєвих втрат вологи і розчинних поживних речовин внаслідок нерегульованого стоку, інколи навіть за відсутності змиву самого ґрунту.

 

Більш прийнятним є використання добрив весною під культивацію і за щільового обробітку ґрунту, де в період інтенсивного сніготанення відбувається переміщення сполук азоту з водою по щілинах за межі орного шару. При цьому азот, який мігрує глибше одного метра, засвоюється рослинами лише після використання ними вологи верхніх шарів ґрунту і наступній подачі її по капілярах з нижніх горизонтів до поверхні. Надходження глибоко промитих нітратів у зону зосередження основної маси коренів ячменю гальмується найбільше за дощової і прохолодної погоди навесні, коли висхідний рух води під дією градієнтів температури і вологості уповільнюється. Так, за даними агрохімічного аналізу ґрунтових зразків, кількість N-NO₃ в шарі 0–20 см (фаза кущення) при осінньому внесенні N₆₀P₆₀K₄₅ була меншою, порівняно з весняним, на 2,9 мг/кг, або на 7,3 кг/га.

 

На полицевому фоні різні строки застосування добрив (осінь, весна) виявились практично рівноцінними. Деяке зниження продуктивності зерно фуражної культури на тлі осіннього внесення туків під плуг пояснюється зростанням позиційної недоступності їх для кореневої системи рослин на ранніх етапах органогенезу внаслідок глибокого загортання і слабкого перемішування з ґрунтом за брилуватої оранки.

 

За ґрунтозахисного обробітку на схилах досить складно забезпечити нормальне азотне живлення рослин. Тому для зменшення втрат N від міграції, денітрифікації і різних видів ерозії (водна, вітрова, біологічна) важливо скоротити тривалість контактування добрив із післяжнивними рештками та максимально наблизити строки їх внесення до строків сівби ячменю. У наших дослідах варіант із роздрібним (роздільним) внесенням мінеральних добрив (фосфорно-калійні восени, азотні — навесні) на фоні полицевого, безполицевого і чизельного обробітку грунту за урожайністю не поступався варіанту з осіннім застосуванням NPK і переважав останній за мілкого плоскорізного і щільового розпушування грунту із середнім приростом 0,04–0,15т/га зерна.

 

Таким чином, залежно від напруги руйнівних процесів і технічного оснащення господарств, при вирощуванні ячменю ярого після кукурудзи на середньоеродованих чорноземах Степу можна застосовувати безполицевий (20–22 см), чизельний (10–22 см) і щільовий (12–14 см+40–45 см) обробіток ґрунту. Перевага безполицевого обробітку діагональними розпушувачами полягає у суттєвому покращенні водного режиму та агрофізичних властивостей змитих грунтів, підвищенні урожайності зерна, порівняно з контролем (оранка — 20–22 см), на 0,28 т/га. Щільовий обробіток, який поєднує суцільне мілке плоскорізне спушення і глибоке стрічкове прорізування пласта, має високу стокорегулюючу ефективність і гарантує перехоплення талої води з вірогідністю 70–75% (стік — 3,9 мм). Чизелювання з утворенням поверхневої гребенистості поля забезпечує зниження змиву ґрунту під час сніготанення до мінімальних величин (0,7т/га).

 

Застосування мінеральних добрив восени під зяб на схилах крутістю 3,5–4º найдоцільніше за безполицевого і чизельного обробітку, внесення навесні під передпосівну культивацію — за мілкого плоскорізного спушення і щілювання ґрунту. На фоні полицевої оранки обидва строки внесення туків були рівноцінними. Як засіб зменшення втрат азоту (ерозія, міграція, денітрифікація) пропонується роздільне загортання добрив (РК – восени, N –весною).