Починаючи з нового тисячоліття, коли у світі стрімко зріс попит на сільськогосподарську продукцію, вітчизняне рослинництво взяло курс на інтенсифікацію виробництва. Втім, надмірна, часто необґрунтована інтенсифікація сільськогосподарського виробничого процесу впродовж останніх років призвела до загального погіршення ґрунтових ресурсів нашої країни. Так, у зв’язку з порушенням сівозмін та інших технологічних операцій істотно знизилася родючість ґрунту, прискорилися ерозійні процеси, особливо на схилових землях. Внаслідок зниження поголів’я великої рогатої худоби виник дефіцит органічних добрив, які необхідні для підтримки природного балансу поживних речовин та структури ґрунту.
Актуальною проблемою стає застосування нових технологій вирощування сільськогосподарських культур з отриманням максимальної кількості високоякісної продукції з одиниці площі при мінімальних витратах енергоносіїв та агроресурсів з урахуванням агроекологічної та господарської доцільності їх використання, чого можна досягти шляхом розробки більш удосконалених систем обробітку ґрунту, впровадження органічної та органо-мінеральної систем удобрення, удосконалення системи захисту посівів від шкідливих організмів, оптимізації прийомів сортової агротехніки польових культур тощо.
Останнім часом більшої уваги потребує визначення й підбір сучасних сортів, найбільш адаптованих до природно-кліматичних та агротехнічних умов конкретної зони вирощування, з урахуванням вимог до охорони навколишнього середовища. У зв’язку з цим більш широкого застосування у рослинництві потребують біологічні заходи.
Умови дослідження
У широкому плані питання біологізації та екологізації рослинництва включає удосконалення структури агроландшафтів, агроекосистем, сівозмін — регуляторів фітосанітарного стану ґрунту, його водного й поживного режимів, балансу органічної речовини та азоту.
Метою досліджень Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр`єва було вивчення сортової реакції основної хлібної культури – пшениці озимої на сівозмінний фон та органічну й органо-мінеральну системи удобрення у роки з різними погодними умовами.
Дослідження проводили протягом 2010-2012 рр. після попередника чорний пар у стаціонарній 9-пільній сівозміні лабораторії рослинництва і сортовивчення Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. Чергування культур у сівозміні протягом ротації було таким: 1) чорний пар; 2) пшениця озима; 3) буряки цукрові; 4) ярі зернові; 5) горох; 6) пшениця озима; 7) кукурудза; 8) ярі зернові; 9) соняшник. Науковці вивчали чотири варіанти системи удобрення: традиційна система (без добрив, контроль), органічна (гній 30 т/га), органо-мінеральна (гній 30 т/га + N30P30K30 в основне внесення) та інтенсивна органо-мінеральна (гній 30 т/га + N60P60K60 в основне внесення + N30 у весняне прикореневе підживлення). Сівбу проводили в оптимальні для зони вирощування строки. Дослід було закладено методом розщеплених ділянок за багатофакторною схемою.
Об’єктами досліджень були надсучасні та перспективні сорти пшениці озимої: Дорідна, Гордовита, Статна, Білиця – селекції Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, Калита – селекції Устимівської дослідної станції Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН та Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, Левада, Диканька, Сагайдак – селекції Полтавської сільськогосподарської академії.
Умови проведення досліджень
Посівний період 2010 р. виявився посушливим. Так, у серпні випало 14,7 мм опадів, що становило всього 31 % від середньої багаторічної норми, а у вересні – 29,4 мм, або 67 %, у жовтні – 17,9 мм, або 45 % від норми. Втім, у липні випало 102,2 мм опадів, що на 42 % вище норми. Завдяки якісному утриманню чорного пару у літній період вдалося зберегти дорогоцінну вологу у посівному та орному шарах ґрунту. Тому сходи пшениці озимої з’явилися вчасно, рослини пішли в зиму добре розкущеними.
Початок весни 2011 р. був досить вологим та прохолодним. Так, кількість опадів у квітні перевищувала норму на 18,4 мм (або на 52 %), а середньодобова температура повітря була менше норми на 1,4оС.
У травні температура повітря була на 1,2оС вищою за норму, а кількість опадів знаходилась у межах норми.
Червень був надмірно зволожений, кількість опадів перевищила норму на 131,3 мм (або на 207 %), а середньодобові температури знаходилась у межах норми. В той же час, сума ефективних температур за місяць була на 38,8оС більше оптимального рівня.
Середньодобова температура липня була на 1,6оС вище норми. Сума ефективних температур була вище оптимальних показників – 402,1оС, при нормі 346,7 оС. Кількість опадів також перевищила норму на 19,3 мм ( або на 27 %).
У серпні зберігалася надмірно тепла погода, середньодобова температура повітря перевищувала норму на 4,8оС. Незважаючи на достатню сумарну кількість опадів (на 5 % більше норми), протягом місяця вони випадали малими дозами та за підвищеної температури повітря (вдень понад 30оС) швидко випаровувалися, їхньої кількості було недостатньо для одержання якісних сходів. Подібна тенденція зберігалася і у вересні. Отже, у 2011 р. сходи з’являлися поетапно. Після чорного пару вчасно з’явилося близько 70 % сходів, решта – пізніше, після випадання більшої кількості опадів. Внаслідок частого пересихання посівного шару ґрунту рослини пшениці озимої розвивалися повільно. В зиму увійшло близько 50 % рослин у доброму стані, решта – у задовільному (були нерозкущеними, у фазі сходів-трьох листків).
Весна 2012 року була досить теплою та посушливою. Так, у квітні випало лише 1,1 мм опадів, що становило 3 % від норми (35,5 мм). Кількість опадів у травні також зафіксована менша норми на 16,5 мм, або на 38 %. Середньодобова температура повітря у квітні перевищила норму на 3,8оС (13,4оС проти 9,6оС), а у травні на 4,4оС (20,5оС проти 16,1оС).
Середньодобова температура повітря літніх місяців також перевищувала норму: в червні – на 2,1оС, у липні – на 1,2оС, у серпні – на 1,1оС. Кількість опадів у червні була меншою від норми на 15 мм, або на 24%, у липні – на 51,4 мм, або на 72 %. Лише у серпні кількість опадів перевищила норму на 132 % і становила 62,1 мм.
В цілому вегетаційний період 2012 року характеризувався посушливими умовами та підвищеним температурним режимом, що негативно позначилося на формуванні врожайності пшениці озимої.
Результати підтверджують
За даними результатів досліджень, погодні умови 2010-2011 рр. для пшениці озимої були більш сприятливими, ніж 2011-2012 рр. Так, у 2011 р., залежно від системи удобрення, урожайність сортів коливалася у середньому від 6,76 до 7,37 т/га, а у 2012 р. – відповідно від 4,35 до 5,34 т/га (табл. 1). За органічної та органо-мінеральної систем удобрення урожайність сортів пшениці озимої протягом років досліджень була в середньому на 0,44-0,81 т/га (або на 8-15 %) вищою, ніж на фоні без добрив (табл. 1, рис. 1). Втім, незначне зростання урожайності пшениці на удобрених фонах свідчить не про низьку ефективність системи удобрення, а про високу значимість системи сівозмін та чорного пару як попередника для озимих зернових культур. Адже на дослідному полі чергування культур суворо дотримується впродовж понад 40 років, що забезпечує високий агрономічний ефект для усіх сільськогосподарських культур, які вирощуються у сівозміні протягом 5 ротацій. Така стаціонарна сівозміна є унікальною в Україні і дозволяє найбільш достовірно оцінювати сортові специфічні реакції вирощуваної культури.
Варто відмітити, що за нашими багаторічними спостереженнями, після попередника чорний пар у роки з достатнім та надмірним рівнем вологозабезпечення ефективність органічної та органо-мінеральної систем удобрення знижувалася порівняно з ефективністю у більш посушливі роки. Це пов’язано з тим, що після чорного пару на високих агрофонах у вологі роки відбуваються втрати врожайності внаслідок вилягання посівів та ураження хворобами. Так, у вологому 2011 р. врожайність сортів пшениці озимої на сівозмінному фоні (без добрив) становила в середньому 6,76 т/га. За внесення 30 т/га гною вона зросла на 0,47 т/га, тобто лише на 6,9 % і становила 7,23 т/га.
При цьому найбільші прибавки врожайності на угноєному фоні порівняно з контролем були у сортів Статна (0,72 т/га), Білиця (0,72 т/га) та Калита (0,70 т/га). За сумісного внесення органічних (30 т/га гною) та мінеральних (N30P30K30) добрив середня врожайність досліджуваних сортів пшениці озимої становила 7,32 т/га, що на 0,56 т/га (8,3 %) вище, ніж на контролі (без добрив) та на 1,2 % вище, ніж за органічної системи удобрення. Тобто додаткове внесення N30P30K30 на угноєному фоні після попередника чорний пар не сприяло зростанню урожайності сортів пшениці порівняно з органічною системою удобрення, прибавка була в межах НІР (похибки досліду).
За інтенсивної органо-мінеральної системи удобрення, за якої на фоні 30 т/га гною вносили N60P60K60 в основне внесення та N30 у прикореневе підживлення лише сорти Статна, Калита й Левада забезпечили достовірне зростання врожайності (відповідно на 0,36; 0,39 й 0,38 т/га) порівняно з органічною системою удобрення. Прибавки врожайності решти сортів у 2011 р. були в межах НІР. Середня урожайність досліджуваних сортів пшениці озимої за цієї системи удобрення становила в середньому 7,37 т/га, що на 0,61 т/га (9%) вище, ніж на контролі. Натомість порівняно з органічною (30 т/га гною) та органо-мінеральною (30 т/га гною + N30P30K30) системами удобрення інтенсивна органо-мінеральна достовірних прибавок врожайності не дала (табл. 1, рис. 1). Отже, для забезпечення істотного зростання урожайності пшениці озимої у вологі роки після кращих попередників необхідно вживати додаткових заходів захисту посівів від шкідливих організмів та осипання зерна на високих фонах живлення.
В умовах посушливого 2012 р. досліджувані сорти пшениці озимої забезпечили достовірні прибавки врожайності на удобрених фонах порівняно з контролем. Так, за органічної системи удобрення урожайність сортів пшениці становила в середньому 4,75 т/га, що на 0,4 т/га, або на 9,2 % вище, ніж на фоні без добрив. У розрізі сортів найбільші прибавки врожайності на угноєному фоні живлення порівняно з контролем забезпечили сорти Гордовита (0,43 т/га), Білиця (0,51 т/га) та Сагайдак (0,81 т/га). За органо-мінерального удобрення (гній 30 т/га + N30P30K30) урожайність досліджуваних сортів становила в середньому 5,04 т/га, що на 0,69 т/га вище, ніж на контролі. За цієї системи удобрення лише сорти Дорідна та Калита сформували достовірно вищу врожайність – відповідно на 0,43 та 0,68 т/га порівняно з органічним удобренням. Прибавки врожайності решти сортів були недостовірними. При збільшенні норми мінеральних добрив до N90P60K60 на фоні 30 т/га гною за інтенсивної органо-мінеральної системи удобрення у 2012 р. урожайність сортів пшениці становила в середньому 5,34 т/га, що на 0,99 т/га, або на 22,8 % вище порівняно з контролем. При цій системі удобрення всі досліджувані сорти пшениці озимої забезпечили достовірні прибавки врожайності (в середньому 0,59 т/га) порівняно з органічною системою удобрення. При цьому найбільшими прибавки були у сортів Дорідна (0,84 т/га), Диканька (0,75 т/га) та Сагайдак (0,70 т/га) (табл. 1, рис. 1).
Рис. 1. Динаміка урожайності (т/га) пшениці озимої (середня по сортах) залежно від системи удобрення, 2011-2012 рр.
У підсумку
Отже, в середньому за роки досліджень (2011-2012 рр.) урожайність досліджуваних сортів пшениці озимої на сівозмінному фоні (без добрив) становила в середньому 5,55 т/га, за внесення 30 т/га гною вона зростала на 0,44 т/га і сягала 5,99 т/га, за внесення 30 т/га гною та N30P30K30 – 6,18 т/га, а за внесення 30 т/га гною та N90P60K60 – відповідно 6,36 т/га.
Встановлено, що найбільшу ефективність після попередника чорний пар за тривалого дотримання сівозміни має органічна система удобрення (30 т/га гною), за якої урожайність сортів пшениці озимої зростає у середньому на 7,9 %.
Втім, з економічної точки зору в зоні проведення досліджень застосування органічної та органо-мінеральної систем удобрення після попередника чорний пар було недоцільним, оскільки прибавки врожайності за їх застосування не перекривали вартості добрив та витрат на їх внесення. Тому найбільш економічно обґрунтованим виявився сівозмінний фактор без добрив.
Під час досліджень було встановлено, що різниця в урожайності між сортами, що вивчалися, залежала від року вирощування та системи удобрення.
За вирощування пшениці озимої на сівозмінному фоні без добрив (рис. 2) у вологому 2011 р. найбільшу врожайність формували сорти пшениці озимої Статна, Білиця та Диканька – відповідно 7,04; 6,98 та 7,18 т/га, а у посушливому 2012 р. найбільш врожайними були сорти Статна, Калита та Диканька – відповідно 4,37; 4,75 та 4,83 т/га.
Рис. 2. Динаміка урожайності (т/га) сортів пшениці озимої за традиційної системи удобрення (без добрив), 2011-2012 рр.
За органічної системи удобрення (30 т/га гною) у 2011 р. найвищу врожайність сформували сорти Гордовита, Статна та Білиця – відповідно 7,20; 7,76 та 7,70 т/га, у 2012 р. – відповідно сорти Статна (4,78 т/га) Диканька (5,18 т/га) та Сагайдак (5,02 т/га) (рис. 3).
Рис. 3. Динаміка урожайності (т/га) сортів пшениці озимої за органічної системи удобрення (гній 30 т/га), 2011-2012 рр.
За органо-мінеральної системи удобрення (30 т/га гною + N30P30K30 в основне внесення) найвищу врожайність у 2011 р. забезпечили сорти Статна, Білиця й Левада – 7,90; 7,97 й 7,30 т/га, а у 2012 р. – Калита, Диканька й Сагайдак – відповідно 5,42; 5,36 й 5,15 т/га (рис. 4).
Рис. 4. Динаміка урожайності (т/га) сортів пшениці озимої за органо-мінеральної системи удобрення (гній 30 т/га + N30P30K30), 2011-2012 рр.
За інтенсивної органо-мінеральної системи удобрення (30 т/га гною + N60P60K60 в основне внесення та N30 у весняне прикореневе підживлення) у 2011 р. найвищою серед досліджуваних була урожайність у сортів Статна (8,12 т/га), Білиця (7,92 т/га) та Калита (7,45 т/га), а у 2012 р. у сортів Левада, Диканька та Сагайдак – відповідно 5,40; 5,93 та 5,72 т/га (рис. 5).
Рис. 5. Динаміка урожайності (т/га) сортів пшениці озимої за органо-мінеральної системи удобрення (гній 30 т/га + N90P60K60), 2011-2012 рр.
Отже, в умовах вологого 2011 р. незалежно від системи удобрення найвищу врожайність забезпечували сорти пшениці озимої Статна та Білиця, а в умовах посушливого 2012 р. – сорти Диканька та Сагайдак.
Тому для забезпечення стабільно високої урожайності зерна в різні за вологозабезпеченням роки в сільськогосподарських підприємствах, які зорієнтовані на сучасний високий рівень виробництва, необхідно вирощувати сорти пшениці озимої різного екотипу. При цьому високий агрономічний та економічний ефект досягатиметься шляхом дотримання науково обґрунтованих систем сівозмін, у структурі яких особливе місце належить чорному пару як попереднику.
