Ігор ТКАЛІЧ,
Високий попит на соняшникову олію і рівень рентабельності цієї культури призвели до значного розширення посівних площ в Україні. Актуальним стала необхідність розробки та освоєння адаптивних, ресурсозберігаючих технологій вирощування, які базуються на оптимізації прийомів обробітку ґрунту з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов.
Розробка енерго- та вологозберігаючої
технології. Дослідження
Мета досліджень полягала у розробці енерго- та вологозберігаючої технології на основі мілкого мульчувального обробітку ґрунту під соняшник після попередника озимої пшениці за сумісного використання післяжнивних решток (солома) та мінеральних туків.
Дослідження проводили впродовж 2011-2013 рр. у стаціонарному польовому досліді Інституту сільського господарства степової зони НААН в сівозміні: чистий пар — озима пшениця — соняшник — ярий ячмінь — кукурудза на зерно. На фоні лущення стерні вивчали такі технологічні схеми основного обробітку ґрунту під соняшник: 1 — полицевий обробіток на глибину 20-22 см плугом ПЛН — 5-35 (контроль); 2 — чизельний обробіток на 14-16 см культиватором Conser Till Plow з робочими органами напівгвинтового типу; 3 — плоскорізний обробіток на 12-14 см комбінованим агрегатом КР-4,5, обладнаним вузькими лапами та ротаційним пристроєм; 4 — дисковий обробіток на 10-12 см важкою тандемною бороною БДП-6,3.
Ефективність полицевого та мульчувального (чизельний, плоскорізний, дисковий) обробітку ґрунту досліджували на трьох фонах мінерального живлення: 1 — без добрив, 2 — N30P30K30, 3 — N60P30K30. Туки вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію.
Побічну продукцію попередника (солома озимої пшениці) подрібнювали і рівномірно розподіляли на поверхні поля під час збирання урожаю (загальний органічний фон). Вирощували районований гібрид соняшнику Ясон. Сівбу проводили в третій декаді квітня кондиційним насінням, обробленим протруювачем Апрон XL 350 — 3 л/т. Норма висіву 55 тис./га насінин. З метою знищення бур’янів вносили ґрунтовий гербіцид Харнес (2,5 л/га), проводили культивацію міжрядь.
Ґрунт — чорнозем звичайний, повнопрофільний, важкосуглинковий. Вміст гумусу в орному шарі — 4,2 %, нітратного азоту — 13,2, рухомих форм фосфору і калію (по Чирикову) відповідно 145 і 115 мг/кг.
Досліди закладали методом розщеплення ділянок, розміщення варіантів — послідовне, повторність — триразова, облікова площа — 100 м².
За сукупністю домінуючих ознак (опади, температура та відносна вологість повітря) несприятливим для вирощування соняшнику був 2012 рік.
Слід відмітити, що біологічно соняшник добре адаптований до ґрунтово-кліматичних умов Північного Степу України. Йому підходять родючі суглинкові ґрунти з глибоким гумусовим горизонтом, без надмірних ущільнень, добре аеровані, з високою водовбиральною здатністю.
Температура, вологість та родючість
ґрунтів — чинники врожайності
Відносна посухостійкість олійної культури зумовлена перш за все добре розгалуженою активною стрижневою кореневою системою, яка може проникати на глибину до 3 м і засвоювати воду та поживні речовини зі значного об’єму ґрунту. Найбільш інтенсивний ріст коріння припадає на час від початку утворення кошика до цвітіння, при цьому основна маса його зосереджена в шарі 0-50 см.
Разом з тим, завдяки будові надземних органів соняшник характеризується порівняно високим транспіраційним коефіцієнтом (450-700), тому є вимогливим до вмісту ґрунтової вологи. В зоні Степу він може повністю використати продуктивну вологу в шарі 0-150 см, накопичену в холодну пору року. Період найбільшої потреби посівів у воді триває близько 40 діб. Він розпочинається, коли діаметр квіткових бруньок сягає приблизно 3 см і закінчується після повного цвітіння рослин.
Недостатнє вологозабезпечення рослин у фазі 3-6 пар листків призводить до зменшення кількості квіток у кошику. Засуха в період від початку бутонізації до цвітіння негативно позначається на темпах накопичення надземної маси рослин, знижує їх продуктивність на 30-35 %. Погані умови зволоження під час цвітіння і наливу насіння зумовлюють формування дрібних кошиків, знижують їх озерненість, виповненість, урожайність і якість насіння.
Для утворення врожаю соняшник витрачає багато поживних речовин. Максимум споживання азоту збігається із періодом інтенсивного приросту вегетативної маси, тобто від утворення кошиків до цвітіння; найбільшу потребу у фосфорі він виявляє, коли коренева система розвинута ще недостатньо, а також під час утворення насіння. Калій надходить із ґрунту протягом усього життя рослин, найбільше — під час цвітіння і формування насінини.
Отже, температуру, вологість та ефективну родючість ґрунту можна вважати одними із головних чинників, які безпосередньо впливають на формування врожайності соняшнику. Особливе місце займають способи обробітку ґрунту.
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 р. ці показники становили відповідно 125-134 см, 2,0-2,7 см і 15-18 шт./рослину.
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 за всіма обробітками. 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, відтак, за параметрами росту вегетативних органів чизельний і плоскорізний обробітки не поступались оранці (табл. 1).
Таблиця 1. Зміна біометричних показників рослин соняшнику,
залежно від способу обробітку та фону удобрення,
середнє за 2011-2013 рр. (фаза цвітіння)
Гірші біометричні ознаки рослин за дискування зумовлені сукупним впливом факторів, пов’язаних із поживним режимом ґрунту (гальмування нітрифікації), ущільненістю під насіннєвого прошарку 10-20 см (щільність — 1,32 г/см³, твердість — 15,6 кг/см²), а також технологічними аспектами проведення польових робіт.
Відмічено позитивну дію комплексних синтетичних добрив, особливо з підвищеним вмістом азоту, на ріст і розвиток 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 0,3-0,4 см і 1,3-2,2 шт.
Погода впливає
і на листковий апарат
Соняшник належить до світлолюбивих культур і негативно реагує на затінення, однак при цьому використовує на формування сухої речовини лише 0,27-0,67 % сонячної енергії, що надходить на одиницю площі, менше, ніж зернові культури (2,2-2,8 %). Встановлено також, що енергія розсіяного світла корисніша для фотосинтезу, ніж пряме сонячне випромінювання.
Важливими ознаками фотосинтезуючої діяльності посівів вважають життєздатність та розміри листкового апарату соняшнику, особливо верхнього та середнього ярусів. При визначенні площі листя з 1 рослини та індексу листкової 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 листкової поверхні за оранки на неудобреному фоні (2,76 м²/м²) та на чизельному обробітку при внесенні туків (3,10-3,29 м²/м²), позитивний вплив на розміри і тривалість функціонування листя комплексних мінеральних добрив, зокрема, з подвійною нормою азоту (N60P30K30).
Взаємозалежність обробітку та
густоти стояння рослин
У відповідності з біометричними показниками відбувались зміни основних елементів продуктивності соняшнику. Більша передзбиральна густота стояння рослин (43,5-45,8 тис./га) відмічена у 2011 і 2013 рр., менша — (37,8-41,7 тис./га) у несприятливому 2012 р., коли частина їх загинула від аномальної ґрунтово-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 посівів, 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 водоносний капілярний горизонт і покривалося шаром дрібногрудочкуватого розпушеного ґрунту.
З літературних джерел відомо, що брилуватий зяб, який утворюється під час оранки сухого ґрунту, 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).
Завдяки чіткому дотриманню технологічних регламентів проведення основного обробітку, ми подібних явищ не спостерігали, відмічено лише незначне підвищення вмісту фракцій > 10 мм в посівному шарі ґрунту на оранці стосовно інших варіантів. Однак на густоту посівів це не впливало, вона 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,
середнє за 2011-2013 рр. (фаза повної стиглості насіння)
При 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 і абіотичного (природного) характеру.
Маса насіння
та розміри кошика
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 р. до 64,6-71,2 г у 2013 р., 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 у розрахунку на 1 рослину по відношенню до неудобрених ділянок. Аналогічні відмінності по варіантах досліду були характерні і для такого показника, як маса 1000 насінин.
Реакція ґрунту на обробіток
Важливим показником при дослідженні способів основного обробітку ґрунту є твердість орного шару. Весною за полицевого обробітку ґрунту перед посівом культури вона становила 7,1-11,8 кг/см², у варіантах, де застосовували технологію безполицевого та дискового обробітку вищою в 1,5-2,2 разів (15,6-17,6 кг/см²), що, в свою чергу, впливало на характер розподілу кореневої системи соняшнику (рис. 1).
Слід зазначити, що за полицевого обробітку, особливо на ранніх фазах розвитку, коренева система проникає у глибші шари ґрунту у зв’язку з меншою його твердістю, за безполицевого — корені розповсюджуються більшою мірою в горизонтальній площині через ущільнення шарів 10-20 та 20-30 см. Розвиваючись, вони перехрещуються з сусідніми рослинами, формуючи при цьому густу сітку коренів. Велика частина бокових коренів поширюється горизонтально до 20-35 см, і зустрічаючись із сусідніми коренями, направляється вниз, проникаючи на глибину 120-200-270 см. Бокові корені мають важливе значення для мінерального живлення, а горизонтальні, які проникають до 270 см, — для водопостачання рослин в посушливий період.
При автономному використанні післяжнивних решток (без туків) за полицевого обробітку в середньому отримано 2,38, за мульчувального — 2,15-2,31 т/га насіння соняшнику (табл. 3). При сумісному застосуванні рослинного субстрату та синтетичних добрив з підвищеною дозою азоту (N60P30K30) на стерньовому агрофоні створюються досить сприятливі вихідні умови для життєдіяльності мікробних популяцій, розкладу органіки і вивільнення іммобілізованих сполук, тому за чизельного обробітку було сформовано урожайність основної продукції на рівні 2,72 т/га, плоскорізного — 2,68, оранки — 2,66 т/га.
Таблиця 3. Урожайність насіння соняшнику, залежно від
способів основного обробітку ґрунту та фону удобрення
Слід зазначити, що перевагу чизелювання відстежували у випадках залучення понад 5 т/га соломи (2011, 2012 рр.), плоскорізного розпушування — при її обсягах до 3,5 т/га (2013 р.). Мілкий дисковий обробіток за впливом на урожайність олійної культури поступався контролю (оранка — 20-22 см) на 0,17-0,23 т/га внаслідок погіршення агрофізичних властивостей і біологічної активності ґрунту, а також ускладнення технічного супроводу окремих технологічних операцій (допосівна підготовка поля, сівба).
Внесення N30P30K30 та N60P30K30 на тлі загортання у ґрунт подрібненої соломи дало змогу одержати додатково (по відношенню до варіанту без туків) у середньому за період досліджень відповідно 0,17-0,30 і 0,28-0,44 т/га насіння. При цьому відмічено позитивний вплив безполицевих способів обробітку ґрунту і мульчування на ефективність мінеральних добрив у різні за метеоситуацією роки.
Висновок
Отже, при вивченні різних способів основного обробітку ґрунту в технології вирощування соняшнику виявлено, що на ділянках із внесенням соломи без мінеральних добрив кращі умови для росту, розвитку і формування продуктивності соняшнику забезпечила оранка, на збалансованому органо-мінеральному фоні (післяжнивні рештки + N60P30K30) — чизельний та плоскорізний обробітки з наступними біометричними та структурними показниками рослин (висота — 160,1-160,3 см, діаметр стебла — 2,7-2,8 см, індекс листкової поверхні — 3,18-3,29 м²/м², діаметр кошика — 22,1-22,4 см, маса насіння з кошика — 65,3-66,2 г).
При використанні рослинних решток (без мінеральних добрив) за полицевого обробітку отримано 2,38, за мульчувального — 2,15-2,31 т/га насіння соняшнику. При сумісному внесенні соломи та комплексних мінеральних добрив із подвійною часткою азоту (N60P30K30) за рівнем урожайності основної продукції чизельний та плоскорізний обробітки не поступалися оранці (відповідно 2,68-2,72 і 2,66 т/га).
