Залежність урожайності культур від способу обробітку ґрунту в умовах східного Степу України, — дослідження

Однак, як і в будь-яких інших технологіях, варто для своїх рішень послуговуватись не лише чужим досвідом, а й результатами наукових досліджень.

Яна Погромська

На конференції «День Агронома», що відбулась у лютому в Києві, Яна Погромська, науковий співробітник лабораторії родючості ґрунтів та ґрунтозахисних технологій Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського, озвучила цікаві результати багаторічних досліджень відносної ефективності в умовах Східного Степу трьох способів обробітку ґрунту — оранки, безполицевого плоскорізного та no-till.

Насамперед науковець зазначила, що дослідження проводилося в Дослідному господарстві «Донецьке», землі якого розташовані в межах Донецької височини Південного степу України. Рельєф хвилястий, клімат помірно-континентальний, характерний для спекотного літа з нестійким зволоженням. Ґрунти — переважно чорноземи звичайні, важкосуглинкові. Причому багато еродованих.

«Ми працюємо над проблемами деградації сільськогосподарських земель. Екосистема ґрунту руйнується здебільшого через інтенсивний розвиток ерозії. Останнім часом їй піддалося більше 35% сільськогосподарських угідь України. Основним чинником деградації вважається технологічна недосконалість у вирощуванні сільськогосподарських культур. Одним зі шляхів вирішення проблеми була відмова від обороту пласта, від глибокої оранки і перехід на безплужну систему землеробства. І перед нашим колективом було поставлене завдання дослідити ефективність такої зміни технологій саме в наших умовах», — підкреслила Яна Погромська.

Науковцями було проведено багаторічні стаціонарні польові досліди, на які поставлено зерно-просапні сівозміни:

1) кукурудза на силос, пшениця озима, кукурудза на зерно, ячмінь ярий, соняшник, ячмінь ярий у зерносуміші, пшениця озима, кукурудза на зерно;

2) кукурудза на силос, пшениця озима, кукурудза на зерно, ячмінь ярий, кукурудза на силос, пшениця озима, соняшник.

При цьому досліджено три основні типи обробітки ґрунту, які різняться за механічним впливом на верхній шар ґрунту:

• традиційна оранка (усереднює орний шар за щільністю складення);
• безполицевий плоскорізний (розущільнює ґрунт на глибині занурення знаряддя, залишаючи верхній шар незайманим із рештками рослин попередньої культури);
• no-till (мінімально механічно впливає на ґрунт, залишаючи складення профілю незайманим, із рештками рослин попередника).

«Передусім нашими дослідженнями було підтверджено ґрунтозбережні властивості мінімізації обробітку ґрунту. Зокрема, наприкінці ротації ми побачили підвищення загального вмісту вуглецю в поверхневих шарах ґрунту — як за безполицевого плоскорізного обробітку, так і no-till», — зазначила Яна Погромська.

Однак дослідження мало не меті визначити не лише вплив способів обробітку на ґрунтозбереження, а й їх ефективність у вирощуванні сільгоспкультур. Тут уже були з’ясовані певні нюанси.

Зокрема, за словами Яни Погромської, при відмові від обороту пласта ні на початку, ні в кінці ротації сівозміни істотного позитивного ефекту помічено не було.

Так, кукурудза на силос із першого року сівозміни знизила за плоскорізного обробітку врожайність на 1,7% , а на 5-й рік вже на 3,5%. Пшениця озима в такій системі землеробства дала зниження на 2,3% на 2-й рік сівозміни, а на 6-й рік зниження сягнуло 9,1%. 9,2% зниження дала кукурудза на зерно на 3-й рік сівозміни, ячмінь ярий 4-го року сівозміни дав зниження 12,1%. Тільки остання культура сівозміни — соняшник — дала підвищення врожаю за безполицевого обробітку на 1,8%.

За результатами іншого досліду безполицевий обробіток також дав приріст врожаю соняшнику, а по кукурудзі та ячменю ярому спостерігалося зменшення продуктивності. No-till у прямій дії взагалі за ефективністю не перевищував 70% відносно оранки і тільки у післядії по пшениці озимій спостерігалась відсутність диференціації за обробітком щодо врожайності культури.

Отримавши такі дані, науковці проаналізували усі чинники, які могли пояснити вказані результати.

«Оскільки світова землеробська наука та практика свідчать, що обробіток ґрунту у формуванні врожаю становить 18%, а погодні умови — до 78%, ми прослідкували тенденції, метеорологічні зміни за останні чверть століття. І побачили планомірне підвищення середньорічної температури повітря. Згідно з нашими залежностями, які ми отримали за 20-30 років, воно становить 2 ⁰С. Розподіл середньомісячних температур повітря вказує на значне підвищення температури саме в 2-й половині господарського року, починаючи з серпня, і далі — вересень, жовтень, листопад. І саме в цей період ми зафіксували найбільшу вірогідність та підвищення вірогідності посушливих умов. Тобто до зябу ми підходимо з пересушеним ґрунтом дедалі частіше. Це відтягує строки проведення осінньо-польових робіт і вносить свої корективи у подальшому», — розповіла Яна Погромська.

Вивчаючи щільність орного шару ґрунту за різних обробітків, науковці помітили певні залежності в розрізі окремих культур.

Кукурудза

Зокрема, у травні під кукурудзою за попереднього року із оптимальним для регіону зволоженням (від 1 до 1,25 ГТК) не спостерігалось переущільнення верхнього 0-10 см шару ґрунту на тлі мінімальних технологій. У шарі 10-20 см навіть відмова від обороту пласта давала відносне розпушування. А в шарі 20-30 см диференціації по обробітках не спостерігалось.

Але якщо передував спекотний, посушливий період (ГТК — 0,5-0,6), картина спостерігалася така. Оранка формувала поступове ущільнення ґрунту з глибиною, на відміну від обробітків без обороту пласта, для яких характерним було утворення прошарку, замкненого зверху ущільненим шаром. Для безполицевого плоскорізного обробітку це 20-30 см, де занурюється знаряддя плоскоріза, а для no-till це 10-20 см. Ці прошарки завжди більш ущільнені на дні прошарку. Це означає, що ускладнюється «спілкування» ґрунту з атмосферою, утворюються анаеробні осередки, зменшується проникнення вологи, опадів в орний шар ґрунту. І це вже в травні місяці, на ще молодій рослині, що відбивається на її подальшому розвитку.

«Здійснюючи багато математичних аналізів, ми побачили, що, наприклад, для кукурудзи маємо дуже щільну залежність ефективності обробітку від гідротермічних умов попереднього року. Зокрема, для безполицевого обробітку оптимальним є передування року з ГТК 0,9-1,0. Тоді його ефективність, врожайність кукурудзи є на рівні оранки або трошки вище. А ефективність no-till найбільш наближалась до оранки в разі посушливих умов із ГТК попереднього року близько 0,5. Хоча максимально ефективність no-till не перевищувала 80% від оранки», — уточнила Яна Погромська.

Також були проаналізовані тенденції оптимальних умов для відмови від обороту пласта для регіону Південного степу. Для безполицевого обробітку це ГТК між 0,9 і 1,3. Виявлено, що кількість, ймовірність таких випадків останнім часом дуже падає: за 5 років (з 2014-го по 2018-й) їх не спостерігалось. А от для no-till вірогідність оптимальних умов (більш посушливих) підвищується.

Ячмінь ярий

Тут вчені вивели загальну математичну залежність ефективності безполицевого обробітку залежно від суми активних температур попереднього року. Суть полягає в тому, що якщо рік спекотний, тобто сума температур перевищує 2650 ⁰С, то безполицевий обробіток себе виправдовує. Врожайність ячменю на рівні оранки і навіть може бути вища. А no-till більш щільно залежить навіть не від теплого періоду попереднього року, а від осінніх місяців — жовтня-листопада. Чим тепліший цей період, чим його середня температура вища , тим no-till гірше показує відносно оранки. Натомість за прохолодних умов осені no-till зазвичай оранку випереджає.

Коли з цього погляду проаналізували погодні тенденції в регіоні, то виявилось, що для безполицевого плоскорізного обробітку під ярий ячмінь за останні 2 десятки років умови постійно поліпшуються. А протягом останніх 5 років їх майже 100%. Але при цьому для no-till умови погіршуються. Адже осені стають більш теплими, середня температура цього періоду — 4,6 ⁰С.

Соняшник

Для цієї культури вчені виявили оптимальність таких комбінацій, як зволоженість поточного року і температурний вихід попередніх років.

За словами Яни Погромської, дуже погано для відмови від обороту пласта посушливий поточний рік вкупі з не дуже спекотним попереднім роком. В такому випадку за no-till катастрофічно втрачається врожайність — аж на 80%, а за безполицевого плоскорізного — до 20 %. Але якщо поточний рік порівняно зволожений (кількість опадів понад 300 мм в період активних температур) і достатньо спекотний (сума температур повітря 3500 0С), то за безполицевого плоскорізного обробітку отримали навіть перевищення врожайності порівняно з оранкою до 15 %. А за no-till різниця вже не така разюча -27%).

Знову ж таки, взявши дані за тривалий період, виявили тенденцію, що останнім часом кількість випадків, коли складаються умови, оптимальні для відмови від обороту пласта під соняшник, падає.

Пшениця озима

Для цієї культури була виявлена щільна залежність від гідротермічних умов за рік до сівби. Тобто якщо позаминулого року була достатня зволоженість (ГТК 0,87), то можна очікувати приріст врожаю до 10% поточного року. Але при цьому імовірність сприятливих погодних умов для відмови від обороту пласта при вирощуванні озимої пшениці зменшується. В останні роки — практично до нуля.

Дані, отримані упродовж дослідження, були систематизовані. Й на їх основі вчені зробили певні практичні висновки.

«Можна стверджувати, що для соняшнику і для озимої пшениці відмова від оранки (і застосування плоскорізного обробітку чи no-till) за наших ґрунтово-кліматичних умов і з нашими тенденціями є досить ризикованою. Водночас за no-till трішки поліпшуються умови для кукурудзи, а за безполицевого плоскорізного обробітку — для ячменю ярого», — підсумувала Яна Погромська.

За її словами, застосування мінімальних технологій в умовах нестійкого зволоження східного Степу України потребує врахування істотного впливу гідротермічного фактору. Тож загалом планувати врожайність культур та обирати більш оптимальні технологічні засоби отримання рослинної продукції варто, спираючись на метеорологічні особливості території, погодні характеристики не тільки поточного, а й минулого і позаминулого років.

Записала Алла Гусарова, SuperAgronom.com