Удосконалюємо агротехніку ячменю

Науковцями Інституту зернових культур упродовж 11 років проведено низку польових дослідів з метою агротехнічної оцінки попередників (кукурудза на зерно, соняшник) та способів основного обробітку ґрунту під ячмінь ярий із використанням (на тлі попереднього лущення стерні) оборотних (Варі-Діамант-160, ПО-3–35) та звичайних (ПЛН-4–35, ПЛН-5–35) плугів, чизельних комбінованих агрегатів (Concer Till Plow-6000, АРП-3,6), культиваторів-розпушувачів плоскорізного типу (КР-4,5, АКШ-3,6), важких дискових борін (БДВ-3, БДП-6,3), ґрунтообробно-посівних комплексів Amazone.

 

Загальний фон — побічна продукція попередніх культур, яку подрібнювали і рівномірно розподіляли на поверхні поля під час збирання урожаю. Органічні добрива (напівперепрілий гній) вносили під попередник, мінеральні — під ячмінь. Розрахунок доз NPK здійснювали нормативно-компенсаційними методами, що враховують рівень продуктивності посівів і стан родючості ґрунту.

 

Ґрунти дослідних ділянок — чорноземи звичайні середньо- та важкосуглинкові з умістом гумусу в орному шарі 3,7–4,9%, валового азоту — 0,18–0,31, фосфору — 0,10–0,18, калію — 1,8–2,0%. Реакція ґрунтового розчину слаболужна або нейтральна.

 

Перевага тієї чи іншої сільськогосподарської культури як попередника визначається, головним чином, її біологічними особливостями, зокрема реакцією на умови вирощування, алелопатичною лабільністю, рівнем залишкових запасів вологи і поживних речовин тощо. Не останню роль при цьому відіграють фізичні властивості ґрунту, кількісний і якісний склад післяжнивно-кореневих решток.

 

У посівах соняшнику влітку, порівнюючи з кукурудзою, завдяки суцільному затіненню поверхні листям, більш динамічно і в ощадному режимі відбувається зволоження-висушування, нагрівання-охолодження ґрунту. Листовий апарат олійної культури як захисний екран надійно запобігає розвитку внутрішньої ерозії і замуленню шпар. Одночасно добре розгалужена коренева система її, сукупно з продуктами обміну та автолізу ґрунтових мікроорганізмів, задіяних у процесах розкладу рослинних решток, поліпшують оструктуреність чорнозему. В результаті на час проведення основного обробітку орний шар ґрунту під соняшником менш ущільнений і розпорошений, ніж під кукурудзою (табл. 1).

 

 

Погіршення фізичного стану ґрунту при вирощуванні кукурудзи зумовлене також високою енергоємністю технологічного циклу робіт. Багаторазові проходи агрегатів полем під час сівби, догляду за рослинами і особливо при збиранні урожаю в умовах підвищеної вологості ґрунту восени ущільнюють його до критичних величин (1,5–1,6 г/см³) на глибину 50–70 см. Як наслідок, погіршується якість основного обробітку, зокрема, суттєво зростає брилуватість зяблевого агрофону.

 

Утворення після кукурудзи «плужної підошви» послаблює роль підорного шару в забезпеченні рослин ячменю поживними речовинами та вологою, знижує стійкість їх до несприятливих умов погоди. Твердість ґрунту в прошарку 30–40 см у фазі трубкування досягала позначки 19 кг/см², що перевищує аналогічний показник після соняшнику в 1,7 разу. Водночас доведено, що з підорного шару зернові колосові культури на формування врожаю споживають до 30–50% P₂O₅ і 20–40% K₂O від загальної їх кількості.

 

У ґрунтозахисному землеробстві при залученні великої кількості післяжнивних решток кукурудзи важко забезпечити рівномірний розподіл на поверхні поля. Порушення цієї вимоги призводить до зниження продуктивності агрегатів, задіяних на основному обробітку ґрунту, погіршення якості передпосівної культивації і сівби. Відхилення фактичної глибини заробки насіння від заданої досягає 19–24%.

 

Модельними дослідами встановлено, що при товщині 1 см мульчувального шару подрібнених стебел кукурудзи ячмінь ярий знижує схожість насіння на 22%, 3 см — 65%, при товщині 6 см рослини гинуть, не досягаючи поверхні. Тому надмірний стерньовий екран після кукурудзи часто зумовлює недружність і зрідженість сходів ранніх зернових колосових культур.

 

Відомо також, що кукурудза, в порівнянні з соняшником, характеризується меншою алелопатичною пластичністю щодо більшості польових культур. Кореневі виділення її мають найвищу (до 20 кумаринових одиниць) фізіологічну токсичність, а пожнивні рештки вивільняють у ґрунт фенольні сполуки, які можуть змінювати властивості клітинних оболонок, що призводить до гальмування проростання насіння, уповільнення росту коренів, ослаблення кущення, скорочення міжвузля, утворення щуплого зерна і зниження урожаю наступної культури сівозміни.

 

Вивчення особливостей формування водного режиму ґрунту стосовно різних попередників свідчить, що продуктивної вологи після кукурудзи навесні більше, ніж після соняшнику. Однак при цьому вирішальне значення має рівень абсолютних показників вологозапасів на час сівби ячменю і метеоситуація у період його вегетації.

 

За порівняно низьких вихідних запасів вологи навесні в шарі 0–150 см (соняшник — 130–140 мм, кукурудза — 150–160 мм) і підвищеної температури повітря під час наливу зерна розбіжності в показниках по фонах попередників є визначальними з точки зору водозабезпеченості рослин ячменю ярого. В цих умовах різниця в урожайності на користь кукурудзи дорівнювала 0,3–0,4 т/га.

 

У роки з високими (понад 200 мм) і середніми (165–185 мм) запасами продуктивної вологи в ґрунті на період сівби ячменю різниця величин за попередниками не мала істотного значення для росту і розвитку культури. Навіть попри можливі аномалії погоди (посухи, суховії) ячмінь ярий, що розміщується після соняшнику, формує урожай на 0,2–0,6 т/га вищий, ніж після кукурудзи.

 

Винятком слід вважати окремі випадки, коли надзвичайно сприятливе поєднання комплексу факторів погоди в період вегетації ячменю зумовило при відносно низьких весняних запасах продуктивної вологи в 1,5-метровому шарі ґрунту отримання досить високої урожайності зерна і перевагу соняшнику щодо кукурудзи на 0,82–0,90 т/га.

 

Певним недоліком соняшнику як попередника ячменю ярого слід вважати наявність падалиці, перевищення економічного порогу шкодочинності якої у посівах (більше 1–2 шт./м²) потребує застосування гербіцидів.

 

Спостереження показали, що на початку вегетації (до виходу в трубку) ячмінь відзначається порівняно невисокою біологічною конкурентоспроможністю щодо бур’янів. Падалиця соняшнику, навпаки, маючи стрижневу кореневу систему і використовуючи вологу нижніх шарів ґрунту, досить швидко займає вільні екологічні ніші в агроценозі. Виходячи у верхній ярус, вона жорстко конкурує за виживання, затінює культурні рослини, створюючи для них режим енергетичного дискомфорту.

 

Найбільша шкодочинність падалиці соняшнику зареєстрована в посушливі роки, коли у післяпосівний період швидко зневоднюються верхні шари ґрунту. В цих умовах ріст і розвиток ячменю різко гальмується, затримується утворення вторинної кореневої системи, рослини фізіологічно слабкі і сильно пригнічуються бур’янами. Проте застосовувати гербіциди на таких посівах через дуже негативну реакцію ячменю на ранню обробку (до настання фази кущіння) небезпечно, це може призвести до суттєвих втрат урожаю.

 

Технологічним регламентом передбачалось використання у дослідах таких гербіцидів, як амінна сіль 2,4-Д і Гранстар. До основних переваг амінної солі 2,4-Д слід віднести порівняно високу ефективність проти падалиці соняшнику, до недоліків — обмеженість застосування у часі (фаза кущіння). Гербіцид Гранстар гірше діє проти падалиці соняшнику, особливо при високому рівні її резистентності (після утворення 4-х справжніх листків), слабо пригнічує берізку, однак при цьому контролює осот рожевий, має більш гнучкий період хімічного прополювання посівів. Потреба в застосуванні гербіцидів відпадає на високих агрохімічних фонах у роки з дуже спрятливими стартовими умовами для росту і розвитку ячменю, коли формуються щільні високопродуктивні посіви, здатні заглушити падалицю і бур’яни.

 

Встановлено, що ефективність чизельного обробітку після соняшнику вища, ніж після кукурудзи. За наявності на поверхні поля понад 5 т/га грубої побічної продукції кукурудзи, особливо при надмірному зволоженні або зневодненні орного шару, суттєво погіршується якість роботи чизельних культиваторів і плугів: не витримується задана глибина розпушування, утворюється брилуватий нанорельєф, формується стрічкова неоднорідність по щільності, твердості і вологості ґрунту.

 

На відміну від стебел кукурудзи, післяжнивні рештки соняшнику належать до ламких, вони краще подрібнюються і загортаються у ґрунт. Залежно від стану чорнозему ступінь заробки чизелем побічної продукції у кукурудзи на 20–25% менший, ніж у соняшнику. Різниця у показниках заробки між цими культурами збільшується за попереднього застосування знарядь, робочі органи яких завдають сильної механічної дії на розріз, розрив, удар, згинання (дискові, пружинні і голчасті борони, лущильники).

 

Повніше перемішування і «розчинення» у ґрунті рослинного субстрату соняшнику в поєднанні з більшим насиченням його макроелементами і меншим співвідношенням С: N, а також швидке прогрівання поверхневого шару навесні створюють за чизелювання досить сприятливі вихідні умови для життєдіяльності мікробних популяцій і вивільнення іммобілізованих азотних сполук у ґрунтовий розчин. Однак рівень урожайності ячменю за чизельного обробітку соняшникового поля досягав рівня оранки лише на підвищеному агрохімічному фоні. На ділянках без добрив у більшості випадків заорювання рослинних решток обох попередників (соняшник, кукурудза) забезпечує вищу продуктивність зернофуражної культури, ніж загортання чизелем.

 

Частково або повністю убезпечитись від прояву цих явищ можливо шляхом удосконалення окремих ланок агротехніки вирощування ячменю (проведення додаткового лущення стерні, застосування чизельних знарядь із долотоподібними чи стрільчастими лапами, оптимізація глибини обробітку, максимальне наближення строків внесення туків до строків сівби колосової культури, використання комплексних мінеральних добрив із підвищеним вмістом азоту). Так, зменшення глибини чизелювання із 20–22 до 14–16 см на фоні N₆₀P₃₀K₃₀ під передпосівну культивацію дало змогу усунути ризики, пов’язані з ускладненням мікрорельєфу і просторовою строкатістю факторів родючості, компенсувати можливий дефіцит азотних сполук, тимчасово вилучених із кругообігу внаслідок іммобілізаційних процесів, підсилити біологічну активність ґрунту та урівняти урожайність ячменю ярого (після соняшнику) за полицевого та чизельного обробітків (3,32–3,35 т/га, 2011–2015 рр.) (табл. 2).

 

 

Натомість при розміщенні ячменю після зернової кукурудзи, збирання якої здійснюється без відчуження нетоварної продукції із поля, кращими виявились техносхеми на основі використання висококліренсних оборотних плугів провідних закордонних фірм зі змінною шириною захвату корпусів і полицями пластинчатого типу. Вони забезпечують належний обробіток при широкому діапазоні зволоження ґрунту і масі рослинних решток у кількості до 10 т/га. Дещо поступаються їм за функціональними можливостями оборотні плуги вітчизняних виробників.

 

У порівнянні зі звичайною оранкою загінним способом, яка створює звальні гребені та розвальні борозни, «гладка» оранка забезпечує додаткове накопичення продуктивної вологи за рахунок меншого її випаровування, вимерзання і видування у холодну пору року, а також регулювання міграції талих вод. За високої вирівняності поверхні тут зростає продуктивність весняно-польових робіт і якісно виконуються технологічні операції допосівної підготовки ґрунту і сівби.

 

При вирощуванні ячменю на повнопрофільних чорноземах з умістом гумусу в орному шарі понад 4%, за відчуження побічної продукції із поля, успішно застосовують як помірний (18–24 см), так і мілкий (10–16 см) безполицевий обробіток ґрунту. Однак при залученні у біологічний кругообіг великої кількості рослинних решток (5–10 т/га) за порівняно невисокого загального рівня технічного оснащення господарств (відсутність необхідної кількості подрібнювачів, парових культиваторів, конструкція яких обмежує коливання стояків у горизонтальній площині, ґрунтообробно-посівних агрегатів, сівалок прямої дії тощо) виникає низка ризиків, на які слід звернути увагу. Наприклад, у наших дослідах зменшення глибини зяблевого обробітку до 10–14 см, незалежно від попередників (стерньовий, просапний), типу ґрунтообробних знарядь (дискові, плоскорізні) та фону мінерального живлення (без добрив, N₆₀, N₃₀P₃₀K₃₀, N₆₀P₃₀K₃₀) призводило до зниження урожайності ячменю, порівняно з оранкою у середньому на 0,19–0,48 т/га, порівняно з чизелюванням, на 0,14–0,16 т/га.

 

Це зумовлено багатьма чинниками, і перш за все способом заробки і місцем розміщення післяжнивних решток в орному шарі ґрунту, які істотно змінювали умови проведення однієї із найважливіших ланок вирощування зернофуражної культури — підготовки насіннєвого ложе. За наявності у верхньому шарі значної кількості листостеблової маси досить складно забезпечити якісне виконання ранньовесняного боронування та культивації поля. Тут важко сформувати посівний шар з оптимальною структурою та будовою ґрунту, який би мав високу вологозбережну здатність. За посушливої погоди він швидко втрачає вологу, що призводить до затримки проростання насіння й одержання зріджених сходів. Частково поліпшують становище дощі, які випадають безпосередньо після сівби ячменю, однак вірогідність їх не перевищує 30%.

 

Зниження урожаю за мілкого обробітку ґрунту пояснюється також більшою забур’яненістю посівів. За усередненими даними при розміщенні ячменю після соняшнику на час кущення рослин по оранці нараховувалось (залежно від фону удобрення) 16–31, чизелюванні — 27–41, дискуванні — 46–63 шт./м² бур’янів. При цьому в структурі їх за полицевого і чизельного обробітку домінувала падалиця соняшнику, за мілкого дискового — падалиця та амброзія полинолиста. Якщо перший засмічувач майже повністю знищувався страховим гербіцидом, то другий відзначався середньою чутливістю до похідних дихлорфеноксиоцтової кислоти внаслідок високої еволюційної пластичності і здатності на більш пізніх етапах розвитку стрімко нарощувати фазову резистентність до гербіцидів. Частково пошкоджена амброзія за сприятливих умов швидко відростає й утворює велику кількість бокових гілочок. Використовуючи вологу і поживні речовини ґрунту, вона пригнічує культурні рослини і зменшує їх продуктивність.

 

Після стернового попередника (озима пшениця) в агрофітоценозі ячменю за мілкого плоскорізного обробітку на період збирання налічувалось 39–84 шт./м² (16,2–28,3 г/м²) бур’янів, що за кількістю більше порівняно з оранкою в 1,4–1,6, а за масою — у 1,6–1,7 разів.

 

 

Основними засмічувачами були тонконогові однорічники (мишій сизий та куряче просо) — 63–90%, частка яких збільшувалася на неудобреному фоні. При мілкому загортанні соломи (12–14 см) за плоскорізного обробітку зростав відсоток щириці звичайної, сходи якої з’являлись після закінчення хімічного прополювання посівів.

 

Глибина заробки післяжнивних решток по-різному впливає на поживний, зокрема азотний, режим ґрунту. За вмістом нітратів (N-NО₃) в орному шарі мінімальний обробіток (дисковий, плоскорізний) поступався контролю (оранка — 20–22 см) при вирощуванні ячменю після стерньового попередника на 1,0–4,4, після просапного — на 1,7–3,0 мг/кг. Перевага останньої щодо покращення умов мінерального живлення рослин зареєстрована як на удобреному, так і неудобреному фонах.

 

Розбіжності в показниках по варіантах досліду зумовлені відмінностями характеру, спрямованості та інтенсивності мікробіологічних процесів, а також впливом чинників зовнішнього середовища. По-перше, на мілко розпушених фонах, особливо при розкидному внесенні туків, посилюється іммобілізація азоту добрив, яка за рахунок включення його до біомаси мікроорганізмів і їх метаболітів, а також продуктів розпаду мікробного білка може становити 30% і більше.

 

За мінімального обробітку існує небезпека посилення денітрифікаційних процесів внаслідок підкислення і перезволоження верхнього (0–10 см) шару ґрунту. Нарешті, заробка добрив і післяжнивних решток у поверхневий шар ґрунту, навіть за незначної хвилястості рельєфу, створює реальну загрозу вічуження елементів живлення шляхом водної ерозії.

 

Показово, що навіть одноразове застосування мілкого розпушування ґрунту під просапні культури призводило до зниження продуктивності трипільних сівозмін соняшник/кукурудза-ячмінь ярий-овес, залежно від фону удобрення, відповідно на 0,16–0,34 та 0,10–0,13 т/га зернових одиниць.

 

Передпосівний обробіток ґрунту має забезпечити сприятливі умови для заробки і проростання насіння ячменю. У відповідності до технічної характеристики сівалок і біології рослин цього можна досягти за достатньої вирівняності і рівномірного мульчування поверхні поля (висота гребенів не більше 3 см, кількість післяжнивних решток не перевищує 2 т/га), а також оптимізації водного режиму, будови і структури посівного шару (запас продуктивної вологи — 10–15 мм, щільність ґрунту — 1,05–1,10 г/см³, твердість — 0,5–0,7 МПа, вміст агрономічно цінних агрегатів розміром 10–0,25 мм — понад 70%).

 

Найбільш складно забезпечити виконання агротехнологічних нормативів при підготовці необроблених з осені полів, особливо на тлі великої кількості післяжнивних решток. Оранка і чизелювання навесні утворюють брилуватий агрофон, який швидко випаровує воду, а дискові борони і плоскорізи малопридатні для роботи в умовах підвищеної вологості ґрунту.

 

З апробованих способів веснообробітку під ячмінь після соняшнику за сукупністю ознак перевагу мала технологічна система на основі застосування ґрунтообробно-посівного комплексу (ГПК) Amazone, базою якого є роторний культиватор, ущільнюючий коток і насадна сівалка. Роторний культиватор активної дії із вертикальною віссю обертання зубців за один прохід якісно готує насіннєве ложе, при цьому найцінніші в агрономічному відношенні фракції ґрунту (0,25–3 мм) концентруються у нижній частині посівного шару, а грубіші (10–30 мм) залишаються на поверхні, посилюючи його протиерозійну стійкість. Добрива і подрібнені рослинні рештки локалізуються на глибині 5–15 см, що дозволяє збагатити елементами живлення й органічною речовиною зону відносно стабільного зволоження, покращити їх використання, уникнути втрат від денітрифікації, повною мірою задіяти біологічний потенціал чорноземів.

 

Гумовий коток добре ущільнює оброблений ґрунт, чим прискорюється мінералізація післяжнивних решток, створюється можливість для капілярного підняття вологи.

 

Насадна сівалка забезпечує рівномірний (по площі і глибині) висів насіння, а також «дружність» і вирівняність сходів. На ущільнених посівах (міжряддя 7,5 см) із рівновеликим розвитком рослин зменшується внутрішньовидова конкуренція і підвищується виживання ячменю, водночас суттєво зростає спроможність його до біологічного пригнічення бур’янів. У сприятливі за зволоженням роки використання ГПК Amazone забезпечує надбавку урожаю зерна 0,31 т/га порівняно з технологічною системою на основі весняного чизельного обробітку АРП-3,6 (10–12 см), допосівної культивації КПС-4 (6–8 см) та сівби СЗ-3,6. У посушливі роки приріст додаткової продукції, за рахунок понадраннього початку і скорочення строків проведення весняно-польових робіт, більшої польової схожості насіння і повної віддачі мінеральних добрив, становив 0,73 т/га (табл. 3).

 

 

На повнопрофільних чорноземах північного Степу соняшник як попередника ячменю ярого за сукупністю домінуючих ознак (агрофізичний стан, поживний і водний режими ґрунту, якість обробітку, продуктивність рослин) не поступається кукурудзі на зерно. У середньому за 2 ротації трипільної сівозміни (6 років) він забезпечив (у порівнянні з попередником кукурудза) приріст урожайності зерна 0,33 т/га.

 

При вирощуванні ячменю на полях із залученням великої кількості (5–10 т/га) грубої побічної продукції попередників (кукурудза, пшениця) перевагу має полицевий обробіток ґрунту, який здійснюється оборотними плугами на тлі фонового лущення стерні.

 

Заміна оранки чизелюванням під ячмінь можлива на високому агрохімічному фоні після культур, листостеблові рештки яких добре подрібнюються і загортаються у ґрунт, насичені макроелементами і мають порівняно низьке співвідношення С: N (соняшник).

 

Мілкий плоскорізний і дисковий обробітки зябу належать до категорії підвищеного ризику, тому придатні для застосування переважно у сприятливі за зволоженням роки, при внесенні добрив, проведенні системного моніторингу поживного режиму ґрунту та фітосанітарного стану посівів.

 

Необроблені з осені площі соняшнику під ячмінь ярий пропонується готувати рано навесні за технологією з використанням ґрунтообробно-посівних комплексів типу Amazone, які в єдиному виробничому циклі забезпечують якісний роторний обробіток поля, рівномірний висів насіння, гарантують одержання повноцінних сходів, формують високопродуктивні ущільнені посіви культурних рослин, стійкі проти бур’янів та падалиці.