На функціонування цілісної системи «рослини — мікроорганізми — ґрунт» в агроекосистемах значно впливають агротехнічні заходи, що передбачають внесення органічних і мінеральних добрив, обробіток ґрунту, захист рослин, меліорацію земель тощо. Для ефективного використання біологічного потенціалу сортів і природно-кліматичних умов Південного Степу України великого значення набуває розробляння та впровадження у виробництво нових адаптивних, біологічних і сортових технологій вирощування зернових культур, зокрема пшениці озимої. Їх важливою умовою є удосконалення сучасних і розроблення нових технологічних заходів, зокрема застосування мікробних препаратів у поєднанні із заорюванням у ґрунт післяжнивних решток для покращення його біологічного стану, що сприятиме підвищенню конкурентоспроможності вирощуваної продукції зернових культур, зокрема і пшениці озимої.
На сучасному етапі розвитку землеробства актуальності набуває напрям досліджень мікробіологічних процесів ґрунту, де важливим компонентом біологічного колообігу речовин є ґрунтові мікроорганізми. Трансформація мікроорганізмами свіжої органічної речовини в орних ґрунтах визначає такі процеси, як глобальний колообіг вуглецю, виробництво продовольства. Одним із доступних способів збільшення вмісту органічної речовини в ґрунті є раціональне використання післяжнивних решток, зокрема соломи. Причиною недостатнього використання соломи вважають те, що вона довго розкладається, до того ж створюється дефіцит мінерального азоту в ґрунті, виділяються фітотоксичні сполуки, накопичуються фітопатогени.
Застосування біопрепаратів для післяжнивних решток
Мікроорганізми під час свого розвитку виділяють речовини, які мають рістстимуляційні властивості й позитивно впливають на розвиток сільськогосподарських культур, на кореневій системі та в ризосфері яких вони існують. Тому активізація загальної чисельності мікрофлори позитивно впливає на ростові процеси рослин і їх продуктивність. Визначено також, що крім обробітку ґрунту, на його біологічну активність значно впливають сівозміни, культури-попередники й особливості технологій вирощування рослин. Зі зростанням інтенсивності біохімічних процесів підвищується продуктивність сільськогосподарських культур, відбувається накопичення органічної речовини в ґрунті, покращуються його фізико-хімічні властивості та родючість. Мікроорганізми, що входять до складу біокомплексів, симбіотичні, вони не лише посилюють азотне живлення рослин, а й підвищують кількість рухомих форм фосфору і калію, активізують мінералізацію важкодоступних фосфатів й інших ґрунтових мінералів. Завдяки використанню деструкторів з’явилась можливість повернути в ґрунт поживні речовини, зокрема, цінну органіку.
Удобрювальна ефективність соломи
Важливою органічною речовиною у системі удобрення була і є солома, проте її ефективність залежить від дотримання відповідної технології, пов’язаної насамперед з азотним режимом ґрунту внаслідок широкого співвідношення C : N, способом внесення та загортання. Удобрювальна ефективність тонни соломи є еквівалентною 3,5–4,0 т напівперепрілого гною. Для оцінювання соломи, як органічного добрива, особливе значення має співвідношення вуглецю й азоту, яке визначає не лише швидкість розкладання, а й напрям змін в азотному режимі ґрунту. Найінтенсивніше гуміфікація органічної речовини відбувається за внесення азотних добрив із розрахунку 1 кг діючої речовини азоту на кожну тонну післяжнивних решток. Значну цінність соломи як органічного добрива зазначають у багатьох інформаційних джерелах. Як правило, солома містить близько 15% води; 80% — органічних речовин і до 5% зольних елементів. У середньому з однією тонною соломи в ґрунт потрапляють близько 800 кг органічної речовини, 3,5–5,5 кг азоту, 0,7–1,7 кг фосфору, 5,5–13,7 калію, 2,2–9,2 кальцію, 0,5–1,7 магнію, 1,2–2,0 сірки, а також мідь, бор, цинк, молібден, марганець, кобальт та інші мікроелементи.
Солома є також цінним джерелом вуглецю, після її розкладання в ґрунт надходить значна кількість вуглекислого газу (до 25% загальної маси соломи). Зв’язуючись із водою, він утворює вуглекислоту, яка переводить деякі складові соломи в розчин, зокрема потрібні рослинам елементи живлення. Одночасно солома поліпшує кореневе та повітряне живлення рослин. Не треба забувати, що гумус на 52–58% складається з вуглецю, до 30% кисню, 3–6% водню, 3–5% азоту і до 5–6% зольних елементів (P, S, Si, Al, Fe). У процесі розкладання кореневих і післяжнивних решток зернових культур внаслідок відносно низького вмісту у їхньому складі азоту процеси мінералізації переважають над процесами гуміфікації, бо безазотисті гумусові сполуки нестійкі й досить швидко мінералізуються.
Саме тому одним з основних завдань наших досліджень стало покращення поживного режиму ґрунту шляхом оброблення післяжнивних решток зернових і зернобобових культур біодеструктором стерні.
Дослідженнями визначено, що в середньому за роки досліджень до обробки післяжнивних решток ячменю ярого та гороху вміст нітратів у ґрунті коливався в межах 7,9–9,8 мг/кг ґрунту, рухомого фосфору — 49,5–50,3 мг/кг ґрунту, а обмінного калію — 214,0–254,0 мг/кг ґрунту (табл. 1).
Таблиця 1. Уміст рухомих NPK у шарі ґрунту 0–30 см до обробки післяжнивних решток біодеструктором стерні, мг/кг ґрунту
Також слід зазначити, що в середньому за роки досліджень після збирання гороху в ґрунті лишається більше на 1,9 мг/кг ґрунту, або 19,4% нітратів, на 0,8 мг/кг ґрунту, або 1,6% рухомого фосфору та на 40 мг/кг ґрунту, або 15,7% обмінного калію, порівнюючи з ячменем ярим.
Оброблення післяжнивних решток біодеструктором у середньому по культурах-попередниках забезпечило збільшення вмісту нітратів у ґрунті на 4,3 мг/кг ґрунту або 32,6% (табл. 2). Слід зазначити, що на ділянках без застосування біопрепарату вміст нітратів також підвищився, як порівняти з початковою кількістю, але показники були дещо меншими — 11,0 мг/кг ґрунту, тобто на 2,1 мг/кг ґрунту, або на 19,1%.
Таблиця 2. Вплив біодеструктора стерні на вміст NPK у шарі ґрунту 0–30 см, мг/кг ґрунту
Уміст рухомого фосфору в шарі ґрунту 0–30 см від застосування біодеструктора стерні також мав тенденцію до незначного збільшення — у середньому за роки досліджень по культурах-попередниках на 13,4%, тоді як без застосування біопрепарату вміст рухомого фосфору у ґрунті за умов природного розкладання післяжнивних решток він збільшився на 7,2%.
Уміст обмінного калію в орному шарі ґрунту під дією біодеструктора стерні змінювався аналогічно Р2О5. Так, у середньому за роки досліджень, через три місяці після оброблення післяжнивних решток у ґрунті було визначено 253–287 мг/кг обмінного калію, тоді як у ґрунті варіантів природного розкладання рослинних решток — 224–269 мг/кг ґрунту. Слід зазначити, що наведений уміст цих елементів живлення в ґрунті збільшився, як порівняти з їх початковими значеннями, відповідно на 11,5–15,4 та 4,5–5,6%, залежно від культури.
Важливу роль надають валовому вмісту основних елементів живлення в рослинних рештках, він значно залежить від біологічних особливостей культур, рівнів їхніх урожаїв, які й визначають кількість післяжнивних решток. Відсотковий уміст основних елементів живлення в післяжнивних рештках усіх культур є вищим, ніж у кореневих, за винятком пшениці озимої та соняшнику. Для всіх культур характерним є значно менший уміст фосфору, порівнюючи з азотом. До того ж за вмістом фосфору в кореневих рештках окремих культур не спостерігається таких різких розбіжностей, як у післяжнивних рештках.
У наших дослідженнях видовий склад культур попередників також впливав на вміст елементів живлення у ґрунті. Так, у середньому за роки досліджень через три місяці після обробки пожнивних решток ячменю ярого біодеструктором стерні в ґрунті накопичилося 12,6 мг/кг ґрунту нітратів, 53,8 мг/кг ґрунту рухомого фосфору та 253,0 мг/кг ґрунту обмінного калію, що менше проти їх кількості по гороху відповідно на 8,7%, 12,2 та 11,8%. Таку саму тенденцію спостерігали і у варіантах природного розкладання післяжнивних решток.
Підвищення продуктивності пшениці озимої
Одним із завдань наших досліджень стало підвищення продуктивності пшениці озимої шляхом обробки післяжнивних решток культур попередників (ячменю ярого та гороху) біодеструктором стерні, що дозволить зменшити матеріальні та енергетичні затрати на вирощування культури.
Як відомо, рослина, перебуваючи у гармонійних відносинах з активним комплексом ґрунтових мікроорганізмів, які є трофічним посередником між кореневою системою і ґрунтом, здатна повніше реалізувати генетичний потенціал урожайності. Нашими дослідженнями встановлено, що врожайність зерна пшениці озимої змінюється під впливом попередника, обробки його післяжнивних решток біодеструктором і погодних умов, зокрема вологою вегетаційного періоду. Так, найнижчою врожайність зерна пшениці озимої сформована 2012 року — 1,29 і 1,44 т/га після ячменю ярого та 1,71 і 1,96 т/га після гороху відповідно за обробки післяжнивних решток водою та біодеструктором стерні (табл. 3). Найвищою врожайність зерна пшениці озимої незалежно від досліджуваних чинників була сформована за сприятливих погодних умов вегетаційного періоду 2015 та 2016 рр.
Таблиця 3. Урожайність зерна пшениці озимої залежно від обробки післяжнивних решток попередників біодеструктором стерні, т/га
Нашими дослідженнями встановлено, що як в окремі роки вирощування, так і в середньому за п’ять років, урожайність зерна пшениці озимої вищою формувалася за розміщення її по гороху. Після ячменю ярого вона була на 1,19–1,41 т/га, або 39,6–41,2% нижчою, залежно від застосування біодеструктора стерні.
Урожайність пшениці озимої закономірно зростала за проведення обробки післяжнивних решток попередників біопрепаратом. Так, у середньому за роки дослідження за вирощування пшениці озимої після ячменю ярого і застосування біодеструктора стерні врожайність зерна збільшилася на 0,45 т/га, або на 20,9%, а після гороху — на 0,67 т/га, або на 18,8%, порівнюючи з варіантом обробки стерні тільки водою (рис. 1).
Рис. 1 Приріст урожайності зерна пшениці озимої від біодеструктора стерні та попередника (середнє за 2012–2016 рр.), т/га
Отже, застосування біодеструктора стерні сприяє покращенню поживного режиму ґрунту й зростанню врожайності зерна пшениці озимої за використання кращих культур попередників.
Антоніна ПАНФІЛОВА, канд. с.-г. наук, доцент
Миколаївський національний аграрний університет
