Серед науковців побутує думка, що граничне насичення сівозмін соняшником не має перевищувати 12–13%, а повертати його на попереднє місце вирощування варто з інтервалом не менше ніж 7–8 років. Проте дехто вважає, що за умови використання сучасних гібридів є реальна можливість скоротити цей строк. На підставі багаторічних досліджень визначили, що в сучасних умовах оптимізація сівозмін і системи основного обробітку ґрунту в них є дієвим агроприйомом регулювання родючості ґрунтів та одержання високих і сталих урожаїв сільськогосподарських культур, у т. ч. соняшнику.
У Південному Степу України проблема підвищення продуктивності землеробства суттєво ускладнюється несприятливими гідрометеорологічними умовами, насамперед значним дефіцитом вологозабезпечення. Середній багаторічний дефіцит водного балансу в зоні становить 421–551 мм із тенденцією до постійного зростання через глобальні зміни клімату.
Тож сучасний рівень ведення сільськогосподарського виробництва потребує пошуку ефективних заходів збереження і раціонального використання вологи від опадів у ґрунті. Адже саме запаси продуктивної вологи у ґрунті є основним фактором, що найбільше впливає на ріст, розвиток і формування врожаю насіння соняшнику у степовій зоні. Особливо важливі високі запаси вологи на початку вегетації, що значною мірою визначають рівень урожаю. Так, коефіцієнт кореляції між запасами продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту і врожаєм насіння в наших дослідах становить, у середньому за 15 років, 0,88 0,12 (рис. 1). Опади у вегетаційний період залежно від їх кількості й інтенсивності зволожують лише верхній шар ґрунту, глибина його просочування може сягати 20–30 см.
Рис. 1. Кореляційна залежність між запасами продуктивної вологи у ґрунті в період сходів соняшнику та врожайністю
Найвищі запаси продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту на час збирання попередників соняшнику (пшениця озима та ячмінь ярий), у середньому за 8 років, були у сівозміні з чорним паром — 108,1 мм (табл. 1).
Таблиця 1. Запаси продуктивної вологи у метровому шарі ґрунту у посівах соняшнику залежно від його розміщення у сівозміні, мм (середнє за 8 років)
В інших сівозмінах запаси продуктивної вологи були на 1,2–8,9% нижчими. За осінньо-зимовий період ці запаси дещо вирівнюються. При цьому спостерігається звична закономірність — що вищими були вологозапаси восени, то менше використано опадів осінньо-зимового періоду. У результаті цього зберігається осіння закономірність. Зауважимо, що дія чорного пару у сівозміні не обмежується лише озимою пшеницею, а простежується і на наступних двох — трьох культурах (табл. 2).
Таблиця 2. Зниження врожайності культур чотирипільної сівозміни з різними попередниками озимої пшениці порівняно з чорним паром, %
Важливим фактором формування врожаю соняшнику є добрий фітосанітарний стан посівів. У сівозміні з чорним паром посіви соняшнику були найменш засміченими (табл. 3).
Таблиця 3. Забур’яненість посівів соняшнику залежно від його місця у сівозміні (середнє за 8 років)
Кількість бур’янів у посівах за інших сівозмін була на 12,6–30,2% більшою, а їх маса — в 1,4–2 рази більшою, ніж у сівозмінах із чорним паром. Найпоширенішими у посівах соняшнику були пізні ярі бур’яни, частка яких у сівозміні з горохом становила 52,2%, в інших сівозмінах — 63,2–67,8%. У сівозміні з горохом підвищувалася частка ранніх ярих бур’янів — до 28,9% і багаторічних — до 19,2% порівняно з іншими сівозмінами — 15,0–24,2% та 13,0–19,2%, відповідно.
За 13 років досліджень найвищу врожайність соняшнику — 1,55 т/га забезпечило його розміщення у сівозміні з чорним паром (табл. 4). Такою самою вона була за цей час у восьмипільній сівозміні з чорним паром — у досліді, в якому вивчали основний обробіток ґрунту у варіанті з ідентичним проведенням всіх агротехнічних робіт.
Таблиця 4. Урожайність соняшнику залежно від його розміщення у сівозміні та запасів вологи у ґрунті під час сівби, т/га
Урожайність соняшнику після різних попередників в окремі роки з різними погодними умовами дуже різниться. Так, наприклад, у 2006 році його врожайність у сівозміні з чорним паром становила 1,43 т/га, а з сидеральним паром і кукурудзою — на 0,51–0,6 т/га менше.
Для створення оптимального водного режиму ґрунту велике значення має будова орного шару, особливо його щільність. Найбільш інтенсивно ґрунт ущільнюється внаслідок осідання під впливом власної маси. Поверхня ґрунту дуже ущільняється під дією дощових крапель через руйнування ґрунтових агрегатів. Істотно ущільнюють ґрунт також трактори і сільськогосподарські машини.
Оптимальна щільність орного шару й утримання його у сприятливому стані можливі лише в разі проведення системи агротехнічних заходів. Найбільше значення в такій системі належить правильному обробітку ґрунту. У технологіях вирощування сільськогосподарських культур основний обробіток ґрунту є одним із найважливіших агротехнічних заходів, що істотно впливає на агрофізичні властивості, водний і поживний режими ґрунту й формує напрями ґрунтотворних процесів. Технології обробітку ґрунту по-різному впливають на окремі шари орного і підорного горизонтів. На відміну від органічних і мінеральних добрив, механічний обробіток не додає у ґрунт речовини чи енергію, а зумовлює істотні зміни у співвідношенні твердої, рідкої та газоподібної фаз ґрунтової системи. Він впливає на різноманітні хімічні, фізико-хімічні та біологічні процеси, прискорюючи або уповільнюючи темпи синтезу чи розпаду органічних речовин. Основний обробіток є головним фактором створення сприятливих фізичних умов для формування родючості ґрунту і продовжує залишатися одним з найважливіших екологічно безпечних заходів боротьби з бур’янами, шкідниками і хворобами сільськогосподарських культур.
Для різних культур оптимальна щільність орного шару ґрунту неоднакова. Для зернових колосових культур оптимальна щільність орного шару темно-каштанового ґрунту перебуває у межах 1,10–1,40 г/см³; для соняшнику вона дещо менша — 1,10–1,25 г/см³. Дослідження нашого інституту свідчать про те, що в усіх сівозмінах, незалежно від місця розміщення в них культур, щільність ґрунту в шарі 0–40 см є оптимальною. Лише в разі систематичного безполицевого мілкого обробітку щільність орного шару ґрунту перевищує оптимальне значення для соняшнику і становить 1,32–1,40 г/см³ (табл. 5).
Таблиця 5. Щільність ґрунту в посівах соняшнику, г/см³
Особливо значна різниця щільності ґрунту за полицевого і безполицевого мілкого обробітку спостерігається в шарі 10–30 см, де вона становить 0,15–0,18 г/см³ порівняно з контролем.
В умовах Південного Степу дуже важливо застосовувати системи основного обробітку ґрунту, які забезпечували б його захист від вітрової ерозії. Вплив основного обробітку ґрунту на його структуру в орному шарі ми вивчали за вмістом агрегатів понад 1 мм («грудкуватість» ґрунту) і співвідношенням агрономічно цінної фракції (10–0,25 мм) та суми інших фракцій: < 0,25 мм та > 10 мм, — що є фактором вітростійкості та коефіцієнта структурності ґрунту (Кс).
На всіх варіантах обробітку ґрунту під соняшник спостерігалася достатньо висока вітростійкість, особливо навесні — 78–82%. Влітку вона зменшувалася до 60–65%. За таких величин ґрунт стає вітронестійким, що в разі сильного вітру спричинює вітрову ерозію (рис. 2). Особливо сильні істотно вібростійкість зменшується за мілкого безполицевого обробітку. Найменші втрати вітростійкісті дає варіант із чизельним обробітком.
Рис. 2. Динаміка грудкуватості ґрунту за різних способів обробітку (середнє за два роки)
Дослідження показали, що основний обробіток ґрунту впливає і на агрономічну цінність його структури. Темно-каштановий ґрунт на всіх варіантах мав добрий агрегатний стан за всіма класифікаціями, що існують (Кс > 1,5). Водночас слід відзначити різке падіння протягом вегетації показника якості структури ґрунту на посівах соняшника, особливо за безполицевого глибокого та мілкого обробітку.
Останніми роки значно поширилася сівба у необроблений ґрунт. Проте при цьому часто не беруть до уваги, що в Степу ґрунтовий покрив дуже неоднорідний за морфологічними ознаками, фізичними і фізико-хімічними властивостями. Вони різняться як в окремих районах і господарствах, так в навіть на окремих полів. Тому потрібно виважено приймати рішення про можливість застосування системи no-till як у певних регіонах, так і в господарствах.
За роки наших досліджень у фермерському господарстві «Весна» на темно-каштановому ґрунті соняшник знизив урожайність за мілкого безполицевого обробітку на 15,8-38,5%, а в разі сівби у попередньо необроблений ґрунт — на 52,6–61,5% порівняно з оранкою.
Головним показником, що характеризує раціональне розміщення соняшнику у сівозміні та обробіток під нього ґрунту, є врожайність. Вона формується під впливом комплексу метеорологічних, біологічних, хімічних, фізичних та інших факторів. Зміни ґрунтових процесів, зумовлені різним розміщенням соняшнику у сівозмінах і застосуванням різних способів і глибини обробітку ґрунту, істотно вплинули на рівень урожайності соняшнику (табл. 6).
Таблиця 6. Урожайність соняшнику залежно від місця у сівозміні та способу основного обробітку ґрунту (середнє за п’ять років)
Навіть коли соняшник розміщують п’ятою культурою у шестипільній сівозміні, за наявності в ній чорного пару культура формує найвищу врожайність. Заміна чорного пару іншими попередниками знижує врожайність насіння на 0,26–0,37 т/га. До істотного зменшення врожайності соняшнику призвела заміна оранки безполицевим обробітком, особливо мілким — на 0,34–0,59 т/га.
Розрахунки свідчать, що на формування врожаю соняшнику більше впливають спосіб і глибина основного обробітку ґрунту — 51%, аніж місце його розміщення у сівозміні –29% (рис. 4).
Висновки
Соняшник в умовах Південного Степу обов’язково розміщують у сівозмінах із чорним паром незалежно від тривалості їх ротації. Особливо це важливо у сівозмінах короткої ротації. Спосіб і глибину основного обробітку ґрунту під соняшник слід вибирати залежно від механічного складу, забур’яненості і тривалості періоду від збирання попередника до проведення обробітку ґрунту. Ще більше це стосується сівби у попередньо необроблений ґрунт. Найвищу врожайність забезпечує оранка на глибину 28–30 см. Сівба у попередньо необроблений ґрунт знижує врожайність соняшнику на 52,661,5% порівняно з оранкою.
Анатолій КОВАЛЕНКО, Микола НОВОХИЖНІЙ,
Олексій КОВАЛЕНКО, Григорій ТИМОШЕНКО
кандидати с.-г. наук, Інститут зрошуваного землеробства НААН
