Наукові пошуки
Отримання повноцінних сходів, оптимальний ріст і розвиток рослин соняшнику залежить від сприятливого поєднання гідротермічних і ґрунтових умов, індивідуальної реакції культури щодо факторів зовнішнього середовища, а також належного стану посівного шару навесні. Якнайкраще для вирощування соняшнику підходять родючі суглинкові ґрунти з глибоким гумусовим горизонтом, без надмірного ущільнення, добре аеровані, з високою водовбирною здатністю. Значний вплив, як відомо, на стан орного та посівного шару ґрунту має основний обробіток ґрунту, який виконується різнотиповими знаряддями, залежно від умов вирощування олійної культури.
Одностайної думки науковців щодо впливу способів обробітку ґрунту на ріст і розвиток рослин соняшнику та його урожайність немає. Так, за даними Інституту олійних культур НААН України (м. Запоріжжя) Д. І. Никитчина, А. І. Полякова, І. В. Аксьонова найкращі біометричні показники та найбільшу урожайність насіння (3,45 т/ га) одержано за полицевого обробітку на глибину 20–22 см, а за безполицевого за тієї ж глибини (ПРПВ-5–50) — на 0,24 т/га менше. Використання СИБИМЭ та мілкого обробітку (КПЕ-3,8) давало також зниження врожаю на 0,4 та 0,64 т/га відповідно.
За результатами досліджень у Луганській області (І. І. Малихін) та в Ставропольському краї (А. П. Мелешко), біометричні показники рослин соняшнику та його урожай був отриманий однаковий як за полицевого, так і за плоскорізного обробітку, використання нульової технології давало зниження урожаю насіння на 1,17 і 0,24 ц/га. Аналогічні результати одержано і науковцями Інституту зернового господарства (І. А. Пабат, А. Г. Горобець, А. І. Горбатенко), які встановили, що чизельний обробіток та оранка на глибину 25–27 см забезпечують однакові біометричні показники та урожайність насіння соняшнику на рівні 2,93 і 2,91 т/га, мілкий обробіток (10–12 см) знижує урожайність на 0,28 т/га у зв’язку зі збільшенням щільності і твердості ґрунту. В інших стаціонарних дослідах науковцями цього ж Інституту (А. А. Якунін, І. А. Василенко) також була доведена рівноцінність чизельного та полицевого обробітку на рівні 2,6 т/га.
Противники полицевого обробітку М. К. Шикула, Г. В. Назаренко, Ф. Т. Моргун у дослідженнях, проведених у Полтавській області, максимальні біометричні показники та урожайність насіння отримали за використання систематичного плоскорізного обробітку на глибину 25–27 см. Так, урожайність в дослідженнях становила 2,38 т/га, застосування оранки на цю ж глибину знижувало урожай на 0,15 т/га.
Однак останнім часом у технології вирощування соняшнику значного поширення набуває мілкий мульчувальний обробіток ґрунту, який виключає можливість перевертання орного шару й передбачає використання побічної продукції попередніх культур. У зв’язку з малою кількістю інформації щодо впливу мілкого мульчувального обробітку ґрунту на ріст і розвиток рослин соняшнику в північному Степу, а також суперечливим ставленням різних дослідників до того чи іншого обробітку ґрунту, виникає необхідність у продовженні досліджень у цьому напрямі з метою визначення оптимального варіанту розпушення ріллі в технології вирощування олійної культури, який забезпечує максимальний ріст, розвиток та урожайність насіння за мінімальної кількості виробничих витрат і високої рентабельності виробництва.
Правильна агротехніка.
Дослідження
Ефективність полицевої оранки (ПО-3–35 на 20–22 см) та різних способів мілкого мульчувального обробітку ріллі (чизелювання важким чизель-культиватором Conser Till Plow на 14–16 см та плоскорізне розпушування комбінованим агрегатом КШН-5,6 «Резидент» на 12–14 см) при вирощуванні соняшнику після пшениці озимої вивчали у стаціонарному польовому досліді лабораторії сівозмін та природоохоронних систем обробітку ґрунту державної установи Інститут сільського господарства степової зони НААН України (нині ДУ Інститут зернових культур НААН України) впродовж 2011–2015 рр.
Обробіток ґрунту і загортання подрібненої соломи попередника (пшениця озима) проводили на трьох фонах мінерального живлення: 1 — без добрив + післяжнивні рештки попередника, 2 — N30P30K30 + післяжнивні рештки попередника, 3 — N60P30K30 + післяжнивні рештки попередника. Мінеральні добрива (нітроамофоска, селітра амічна) вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію. Гібрид соняшнику — Ясон. З метою знищення бур’янів вносили ґрунтовий гербіцид Харнес (2,5 л/га) та виконували розпушування міжрядь у фазі 5–6 листків. Грунт дослідної ділянки — чорнозем звичайний важкосуглинковий з умістом в орному шарі: гумусу — 4,2%, нітратного азоту — 13,2 мг/кг, рухомих сполук фосфору і калію (по Чирикову) відповідно 145 і 115 мг/кг.
Як відомо, температура на початкових етапах розвитку соняшнику, вологість та ефективна родючість ґрунту вважаються одними з головних чинників, які безпосередньо впливають на фенологію, біометричні показники і елементи продуктивності олійної культури. Так, зокрема, підвищення температурного режиму повітря під час вегетації рослин у 2012 році зумовило скорочення міжфазних періодів (порівняно з 2011 і 2013 рр.) в середньому на 5–12 днів, а повна стиглість насіння відмічена була вже 25 серпня. Для прикладу, при температурі ґрунту на глибині загортання насіння (6 см) під час сівби у 2012 році — 12,4 ºС фаза повних сходів соняшнику відмічена на 11-й день, тоді як у 2011-му, коли означений температурний показник дорівнював 8,2 ºС, період сівба-сходи тривав 17 днів. Водночас різні способи обробітку ґрунту і агрохімічний фон у межах окремих вегетаційних сезонів мало впливали на тривалість фенофаз.
З огляду на погодні умови більшу висоту рослин (166–175 см), діаметр стебла (2,1–2,9 см) і кількість листків на 1 рослину (17–22 шт.) у фазі цвітіння було зареєстровано в сприятливих 2011 і 2013 рр. У посушливому 2012-му ці показники становили відповідно 125–134 см, 2,0–2,7 см і 15–18 шт./рослину (табл. 1).
Таблиця 1. Біометричні показники рослин соняшнику у фазі
цвітіння в середньому за три роки досліджень
Слід зазначити, що запаси продуктивної вологи в шарі 0–10 см перед сівбою соняшнику на дослідних ділянках варіювали в межах 12–15 мм, тобто були достатніми для отримання повноцінних сходів. Тому деяке зростання інтенсивності ростових процесів за полицевого обробітку відносно мульчувального на фоні без добрив ми пояснюємо насамперед вищою біологічною активністю ґрунту. Внесення мінеральних добрив нівелювало цю відмінність, тому за параметрами росту вегетативних органів чизельний і плоскорізний обробітки не поступались оранці. Гірші біометричні ознаки рослин за дискування зумовлені сукупним впливом факторів, пов’язаних із поживним режимом ґрунту (гальмування нітрифікації), ущільненістю піднасіннєвого прошарку 10–20 см (об’ємна маса — 1,32 г/см3, твердість — 15,6 кг/см²), а також технологічними аспектами проведення польових робіт (табл. 1).
Відмічено позитивну дію комплексних мінеральних добрив, особливо з підвищеним вмістом азоту, на біометрію соняшнику. При цьому різниця щодо висоти рослин між удобреним (N60P30K30) і неудобреними фонами була несуттєвою, а щодо діаметра стебла і кількості листків на 1 рослині вона виявилась значимою і дорівнювала в середньому відповідно 0,3–0,4 см і 1,3–2,2 шт.
Як відомо, домінуючими ознаками фотосинтезуючої спроможності посівів вважають життєздатність та розміри листового апарату соняшнику, особливо верхнього та середнього ярусів. При визначенні площі листя з 1 рослини та індексу листової поверхні (співвідношення площі асиміляційних органів до одиниці поверхні ґрунту) нами були виявлені закономірності, тотожні для інших біометричних характеристик, а саме: зростання показників у сприятливі за метеорологічними умовами роки, кращий розвиток сукупної листової поверхні за оранки на неудобреному фоні (2,79 м²/ м²) та на чизельному обробітку при внесенні мінеральних добрив (3,11–3,28 м²/м²), позитивний вплив на розміри і тривалість функціонування листя комплексних мінеральних добрив, зокрема з подвійною нормою азоту (N60P30K30) (рис. 1).
Рис. 1. Зміна індексу листової поверхні рослин соняшнику
в різні за зволоженням роки (фаза цвітіння)
Результати дослідження
У відповідності з біометричними показниками відбувались зміни основних елементів продуктивності соняшнику. Більша передзбиральна густота рослин (43,5–45,8 тис./га) відмічена у 2011 і 2013 рр., менша (37,8–41,7 тис./га) у несприятливому 2012-му, коли частина їх загинула від аномальної грунтово-повітряної посухи у першій половині липня, а частина постраждала від інтенсивних злив і буревію у другій декаді серпня.
З точки зору безпосереднього впливу способів і глибини основного обробітку ґрунту на «дружність» і густоту сходів при використанні побічної продукції попередника велике значення має якісна передпосівна підготовка поля (рівномірність глибини ходу робочих органів культиватора, відсутність надмірної гребенистості, створення належного агрофізичного стану посівного шару тощо). За нашими спостереженнями, кращі умови для проведення цієї відповідальної операції створювались за плоскорізного і чизельного обробітку, де насіння потрапляло на рівний, помірно ущільнений водовмісний капілярний шар і покривалося шаром дрібно грудочкуватого розпушеного ґрунту.
Як відомо, брилуватий зяб утворюється під час оранки сухого ґрунту і навіть за класичної початкової весняної підготовки фону (боронування, перший обробіток на 10–12 см) спричиняє відхилення глибини передпосівної культивації від заданої у межах 2–4 см. Як наслідок, тут можуть формуватись різновікові посіви, які значною мірою підпадають негативному впливу природних чинників у період вегетації (посухи, буревії, градобій). Однак, в нашому випадку, завдяки чіткому дотриманню технологічних регламентів проведення основного обробітку, подібних явищ не спостерігалось, відмічено лише незначне підвищення вмісту фракцій > 10 мм у посівному шарі ґрунту на полицевій оранці по відношенню до інших варіантів, але густота посівів тут залишалась на рівні чизельного та плоскорізного обробітку і в середньому за 2011–2013 рр. становила 42,5–43,6 тис./га (табл. 2).
Таблиця 2. Основні елементи продуктивності рослин соняшнику
у фазі повної стиглості насіння у середньому за три роки досліджень
На мілкому дискуванні не завжди витримувалась задана глибина культивації, цьому агрофону була притаманна гофрованість насіннєвого ложа з порушенням відповідних механізмів капілярного руху вологи до насіння, спостерігалась нерівномірна поява сходів, уповільнення розвитку паростків і дещо менша густота стояння рослин, ніж на контролі (оранка), чизельному і плоскорізному обробітку.
Відстежувалась загальна тенденція до зрідженості посівів на фоні без добрив, що зумовлено, вірогідно, меншою здатністю рослин протидіяти негативним чинникам біотичного й абіотичного (природного) характеру.
Розміри кошика менше залежали від мінливостей погоди, обробітку ґрунту і удобрення, на відміну від такого показника, як маса насіння з одного кошика. Абсолютні величини її змінювались в інтервалі від 52,2–61,8 г у 2012 році до 64,6–71,2 г у 2013-му, зростали в середньому на 1,7–3,8 г за оранки (фон без добрив) і на 1,1–3,5 г за чизелювання (фон N60P30K30) порівняно з іншими способами обробітку ґрунту. Застосування мінеральних добрив забезпечило стабільний приріст маси насіння з розрахунку на 1 рослину по відношенню до неудобрених ділянок. Аналогічні відмінності по варіантах досліду були характерні і для такого показника, як маса 1000 насінин.
Суттєвий вплив на продуктивність соняшнику чинили погодні умови, добрива і способи обробітку ґрунту. Порівняно високу (2,05–3,00 т/га) урожайність насіння отримано у відносно сприятливих умовах 2011, 2013, 2014 і 2015 рр. завдяки значним весняним запасам продуктивної вологи в ґрунті, а також опадам, які випадали влітку. Натомість у 2012-му повітряна та ґрунтова посухи істотно гальмували ріст рослин, стан їх під час цвітіння та утворення репродуктивних органів оцінювався як критичний. Внаслідок дефіциту доступної вологи, високих температур і низької відносної вологості повітря спостерігалось передчасне засихання листків, формувалось до 25% пустого насіння, яке було розташоване переважно в центральній частині кошика. У поєднанні з відсутністю агрономічно корисних опадів протягом травня-липня це зумовило низьку урожайність соняшнику — 1,79–2,35 т/га (табл. 3).
Таблиця 3. Урожайність соняшнику, залежно від обробітку ґрунту та удобрення, т/га
Характерною ознакою, яка проявилась у період вегетації олійної культури, був уповільнений ріст і розвиток рослин на природному фоні за плоскорізного та чизельного обробітку до настання фази утворення кошиків. Це пояснюється насамперед відмінністю топографії розміщення післяжнивних решток попередника (пшениця озима), різним ступенем перемішування і сепарації ґрунтової маси, що суттєво впливало на якість сівби і перебіг мікробіологічних процесів. У кінцевому рахунку дещо вищою (на 0,07–0,13 т/га) по оранці була урожайність насіння соняшнику.
На удобреному фоні стан посівів за плоскорізного та чизельного обробітків прирівнювався до полицевого, тому урожайність основної продукції стосовно зазначених агроприйомів виявилась приблизно однаковою (відповідно 2,53–2,67, 2,57–2,72 та 2,51–2,64 т/га). Тривалий період від початку весняно-польових робіт до сівби олійної культури дає змогу виконати на полі низку технологічних операцій, які забезпечують кришення, розпушування та часткове перемішування ґрунту і, як наслідок, створюють на стерньовому удобреному агрофоні досить сприятливі вихідні умови для життєдіяльності мікробних популяцій, розкладу післяжнивних решток і вивільнення іммобілізованих азотистих сполук у ґрунтовий розчин. Слід зазначити, що перевагу чизелювання відстежували у випадках залучення понад 5 т/га соломи (2011, 2012, 2014, 2015 рр.), плоскорізного розпушування — при її обсягах до 3,5 т/га (2013 р.).
Внесення навесні помірних доз мінеральних добрив (N30P30K30) на тлі загортання у грунт подрібненої соломи дало змогу отримати додатково по відношенню до контрольного варіанту (загортання побічної продукції без мінеральних добрив) в середньому за період досліджень 0,16–0,31 т/га насіння. Збільшення у складі комплексного удобрення частки азоту (N60P30K30) забезпечувало надбавку основної продукції в кількості 0,29–0,45 т/га. Найвищі показники приросту були зареєстровані у сприятливих 2013–2014 рр., коли внесені під передпосівну культивацію мінеральні добрива довгий час перебували у вологому ґрунті й ефективно використовувались для формування високої урожайності соняшнику.
Від застосування мінеральних добрив за полицевого обробітку отримано 0,16–0,29, за мульчувального — 0,29–0,45 т/га. Більша щільність розповсюдження кореневої системи на одиницю об’єму ґрунту, а також достатньо висока зволоженість його в зоні локалізації туків створює тут кращі умови для засвоєння рухомих сполук макроелементів на початкових етапах розвитку рослин, що може бути аргументом на користь варіантів чизелювання та плоскорізного розпушування скиби.
Порівняльна економічна та біоенергетична оцінка різних агроприйомів показала, що при вирощуванні соняшнику після пшениці озимої з використанням соломи і внесенням оптимальної дози мінеральних добрив (N60P30K30) заслуговує уваги чизельний (14–16 см) і плоскорізний (12–14 см) обробітки ґрунту. В результаті більш економного (порівняно з оранкою) витрачання коштів та енергії у розрахунку на 1 га площі, собівартість і енергоємність тонни насіння тут відповідно знижувалась на 82–96 грн і 365–379 МДж, рівень рентабельності підвищився на 12–15%, окупність однієї гривні виробничих витрат зросла з 2,32 до 2,44–2,74, а енергетичний коефіцієнт — із 3,01 до 3,19–3,20. Економія пального при цьому досягає 12,3–13,8 л/га.
Висновки
1. На ділянках без унесення мінеральних добрив (без добрив + післяжнивні рештки попередника) кращі умови для росту, розвитку і формування продуктивності соняшнику (2,35 т/га) забезпечує полицева оранка, а на збалансованому органо-мінеральному фоні (N60P30K30 + післяжнивні рештки попередника) — чизельний та плоскорізний обробітки, які за біометричними та структурними показниками рослин (висота — 160,1–160,3 см, діаметр стебла — 2,7–2,8 см, індекс листової поверхні — 3,18–3,29 м²/ м², діаметр кошика — 22,1–22,4 см, маса насіння з кошика — 65,3–66,2 г) практично не поступаються полицевому обробітку та забезпечують приблизно однакову урожайність насіння (відповідно 2,53–2,67, 2,57–2,72 та 2,51–2,64 т/га).
2. Мінімалізація обробітку ґрунту під соняшник дає можливість покращити економічні показники виробництва насіння олійної культури, а саме підвищити рівень рентабельності виробництва на 12–15% та окупність однієї гривні виробничих витрат з 2,32 до 2,44–2,74, збільшити енергетичний коефіцієнт з 3,01 до 3,19–3,20, а також зекономити 12,3–13,8 л/га пального.
