Озимий ячмінь в умовах посухи: як зберегти вологу

Землі ТОВ СП «Перемога», що на Одещині належать до дуже посушливої, помірно спекотної агрокліматичної зони з м’якою зимою і безморозним періодом тривалістю 210 днів. Температурний режим цієї зони господарювання сприятливий для розвитку більшості сільськогосподарських культур, і дає змогу вирощувати ряд цінних теплолюбних культур: виноград, баштанні, овочі, зерно, рис тощо. Однак, нестача вологи є одним з головних лімітуючих факторів урожайності, і в боротьбі з посухою велика роль належить всьому агротехнологічному комплексу направлених на нагромадження та зберігання вологи в ґрунті. 

Рельєф території господарства переважно рівнинний, із схилами крутизною до 3°. На північних схилах через активніший поверхневий стік посилюються водно-ерозійні процеси. Ґрунтотворні породи представлені лесами, лесовидними суглинками, супісками, глинами та делювіальними й алювіально-делювіальними відкладами.

Основу ґрунтового покриву господарства складають чорноземи південні та звичайні малогумусні (85% площі). У долинах річок зустрічаються лучно-чорноземні та лучно-солонцюваті ґрунти.

Для цієї зони притаманні сильна спека з температурами понад 30 °С (у деякі роки — понад 40 °С) та інтенсивні суховії, що спостерігаються майже щорічно. Суховії супроводжуються високою температурою та низькою відносною вологістю повітря, що підсилює випаровування і при дефіциті ґрунтової вологи призводить до в’янення й загибелі рослин. 

Нестача вологи є одним з головних лімітуючих факторів урожайності, і в боротьбі з посухою велика роль належить всьому агротехнологічному комплексу направлених на нагромадження та зберігання вологи в ґрунті

За час проведення досліджень аналіз погодних умов показав, що 2022-2023 сільськогосподарський рік за погодними умовами, а саме за зволоженням, наближався до середніх багаторічних, однак за температурним режимом повітря був аномально спекотним, особливо друга половина літа і як продовження літа настала рекордно тепла та посушлива осінь.

2022–2023 сільськогосподарський рік у цілому був достатньо сприятливим вегетації багатьох сільськогосподарських культур і тому числі для ячменю озимого за виключенням осіннього періоду. За цей період випало 454,2 мм опадів що дорівнює 114,1 % від середньої багаторічної річної норми і в цілому цей рік можна вважати сприятливим для більшості культур, і саме для ячменю озимого. За температурним режимом повітря це був дуже спекотний, аномальний рік із середньою річною температурою повітря — 14,5 °С, або на 4,6°С вище за середню багаторічну. 

За нашими спостереженнями і проведеними підрахунками — за осінь випало 160,5 мм опадів, або 174,5 % від звичайної норми що забезпечило повне зволоження ґрунту. У зимовий період випало 80,0 мм опадів (127% від багаторічної норми), які через теплу й безсніжну погоду повністю поглинулися ґрунтом. На початку відновлення вегетації запаси доступної вологи були задовільними. Навесні випало 194,0 мм опадів (у 2,3 рази більше норми), що сприяло поповненню запасів доступної вологи в ґрунті та покращило вологозабезпеченість озимого ячменю. 

На завершення вегетації ячменю озимого, влітку випало біля 76,4 мм, що становило тільки 53,8 % від середньої багаторічної норми, але цього було достатньо для завершення вегетації рослин, саме так і перша половина літа була достатньо сприятлива для росту і розвитку рослин ячменю озимого.

Проте зовсім інакше склалися погодні умови у 2023–2024 році які були ще скрутнішими у порівнянні із попереднім роком. Так, у вересні опадів зовсім не було і на час сівби ячменю озимого стояла суха та спекотна погода, а температура перевищувала середню багаторічну на 4,8 °С. Помірні дощі у жовтні місяці де випало — 13,8 % від багаторічної норми не сприяли появи сходів ячменю озимого і лише опади у листопаді — 88,0 мм, або 314,3 % від багаторічної норми забезпечили появу сходів ячменю озимого.

Вологозабезпечення ячменю озимого взимку залишалося незадовільним, зимові опади не виправили положення, так як всього випало 36,5мм, що становило лише 58 % від середньої багаторічної норми. Однак, зима була в цілому тепла і навіть короткострокове пониження температури до від’ємної позначки не спричинило загибелі ячменю озимого і він продовжував повільно вегетувати. 

З початком весни ми спостерігали раптове зростання температури повітря і з березня місяця до травня вона збільшилася від 6,3 до 16,4 °С, або майже удвічі перевищило багаторічну норму травня місяця. Однак, слід також зазначити, що у цей період наростання температури повітря супроводжувалося суттєвим випадінням опадів, за весну випало 199,0 мм, або 248,7% від багаторічної норми, що і забезпечило інтенсивний ріст і розвиток рослин ячменю озимого. 

Особливо несприятливо складалися погодні умови літнього періоду 2023–2024 сільськогосподарського року, він був дуже спекотним: температура коливалася від 24,0 до 28 °С, хоча кількість опадів відповідала середній багаторічній нормі — 149 мм. Однак липень був особливо посушливим, із лише 15 мм опадів.

Детальніше про обробіток ґрунту 

Метою нашого дослідження було визначити вплив різних систем основного обробітку ґрунту на урожайність озимого ячменю та встановити найбільш ефективний і адаптований до ґрунтово-кліматичних умов Ізмаїльського району Одеської області варіант підготовки ґрунту з урахуванням кліматичних змін.

Дослідження встановили, що рослини ячменю в період «сходи — вихід у трубку» використовують 22 % вологи від загальної потреби, у фазі «вихід у трубку — колосіння» — 33 %, а в період «колосіння — повна стиглість» — понад 36%

У 2022 році був закладений польовий дослід з вивчення впливу різних систем основного обробітку ґрунту на продуктивність ячменю озимого у виробничій у зернопросапній короткоротаційній п’яти пільній сівозміні із наступним чергування сільськогосподарських культур: ⅓ горох + ⅓ гірчиця біла на сидерат +⅓ редька олійна на сидерат — пшениця озима — ріпак озимий — соняшник — ячмінь озимий.

Схема досліду: дослід однофакторний: 1. Рекомендована система, дискування на 10-12см — (контроль); 2. Система No-till; 3. Система Verti-till.
Площа під дослідом 123,9 га, посівна площа ділянок в досліді 13,8га, облікова — 300 м². Попередник — соняшник, висівали районований сорт ячменю озимого (дворучка) — Дев’ятий вал.

В досліді за вирощування ячменю озимого нами була використана загальноприйнята, рекомендована для зони господарювання господарства технологія, за виключенням варіантів із системами основного обробітку, які досліджувалися.

Слідом за збиранням попередника соняшнику проводили подрібнення післязбиральних решток агрегатом NewHolland TD 5+ КЗК-3 на всіх ділянках досліду.

Перед проведенням основного обробітку ґрунту на всіх ділянках внесли сульфат амонію із розрахунку 150 кг у фізичній вазі, який загортався у ґрунт під час проведення основного обробітку ґрунту. Після зростання бур’янів у контрольному варіанті поле обробляли агрегатом трактор NewHolland TD 5+ Joker 5  RT на глибину 10-12 см у два сліди до повної розробки посівного шару грунту та подрібнення післязбиральних решток. 

У варіанті з системою основного обробітку ґрунту No-till до сівби поле не оброблялося, а у варіанті із системою основного обробітку ґрунту Verti-till поле обробляли агрегатом трактор John Deere3135Б + Salford RTS 2124. 

Перед сівбою у контрольному варіанті був виконаний передпосівний обробіток ґрунту агрегатом NewHolland TD 5 + KuhnKrause на глибину 5- 6см. Посів ячменю озимого проводили у жовтні агрегатом NewHolland TD 5+ ASTRA NOVA 5,4 згідно схеми досліду. Під час сівби вносили мінеральне добриво нітрофоску N16 P16K16 дозою 60 кг у фізичної вазі на 1га, після посіву поле коткували котками 3ККШ-6. 

Посів ячменю озимого у варіантах з No-till та Verti-till проводили також у оптимальні строки агрегатом на глибину 5–6 см із нормою висіву 4,5 млн схожих зерен на 1 га агрегатом John Deere 3135Б + сівалка KASI 3,0. При сівбі вносили мінеральне добриво нітрофоску N₁₆ P₁₆K₁₆ дозою 60кг у фізичної вазі на 1га. 

По всіх варіантах сіяли районований сорт ячменю озимого Дев’ятий вал. Перед відновленням весняної вегетації вносили добрива — сечовина 100 кг/га у фізичній вазі по всім варіантам агрегатом трактор МТЗ 832 Белорус + РУМ 1200. Навесні у фазу виходу у трубку вносили гербіцид Гранстар Голд 75 в дозі 35 г/га обприскувачем HORSCH Leeb RT 330.

Збирали врожай зерна ячменю озимого з кожної облікової ділянки комбайном СlaasLexion 750. 

Особливості ячменю Дев’ятий вал

Оригінатори: Селекційно-генетичний інститут — Національний центр насіннєзнавства і сортовивчення Рекомендований для вирощування у всіх зонах України.

• Господарські і біологічні характеристики: 
  тип розвитку — дворучка; 
• зимо- морозостійкість високі .97-8 балів), на рівні стандарту, сорту Достойний; 
• високоінтенсивний з потенціальною врожайністю за роки вивчення 9,0–10,5 т/га, з прибавками до національного стандарту 0,7–1,7 т/га У виробничому сортовипробуанні Волинської області при врожаї 7,2т/га перевершив всі поширені сорти від 2,0 т/га і вище; 
• посухостійкість 8–9 балів; 
• висота рослин 115–125см; 
• стійкий до вилягання 8–9 балів; 
• стійкість проти збудників борошнистої роси та смугастого гельмінтоспоріозу 7-8 балів; 
• стійкість проти сажкових захворювань генетично зумовлена; 
• середньостиглий, достигає на 2–3 доби пізніше сорту Достойний. 

Апробаційні ознаки: різновид палідум. Колос шестирядний, довгий (9–11см), нещільний (11–12 члеників на 4 см стрижня колосу) неламкий, прямокутної форми, з повільним переходом у верхній частині в ромбічну, солом’яно-жовтий. Ості довгі з інтенсивним антоціановим забарвленням, слабо зазубрені, мало розлогі, тонкі, еластичні. Колоскова луска тонка, вузька, без опушення. Квіткова луска зморшкувата, нервація мало виражена, нерви слабко зазубрені, перехід в ость поступовий. Основна щетинка зерна повстяна. Кущ напіврозлогий. Лист опушений, зелений, зі слабким восковим нальотом під час кущіння. Зерно крупне, жовте, видовженої форми. Плече нижньої колоскової луски піднесене, ширини 0,76–0,86 мм. Кіль наявний. Зернівка червона, видовжена, 7,8–8,3 мм, шириною 2,3–2,5мм, товщиною 3,0–3,2мм. Агротехнічні вимоги: звичайна для зони вирощування. Протруєння насіння та внесення добрив обов’язкове.

Обробіток ґрунту та вологозабезпення

У степовій зоні півдня України, яка характеризується посушливим кліматом, головним лімітуючим фактором землеробства є нестача доступної вологи. Дослідження встановили, що рослини ячменю в період «сходи — вихід у трубку» використовують 22 % вологи від загальної потреби, у фазі «вихід у трубку — колосіння» — 33 %, а в період «колосіння — повна стиглість» — понад 36%. Нестача вологи в будь-який із цих періодів уповільнює розвиток рослин і знижує врожай. Особливо критичним для озимого ячменю є період від виходу в трубку до колосіння, коли формуються генеративні органи та стебла. Посуха в цей час послаблює ріст і диференціацію органів, що часто призводить до утворення безплідних пилкових зерен та зменшення продуктивності. Також дефіцит вологи у фазі кущіння або виходу в трубку знижує розвиток вегетативної маси, врожайність соломи, кількість колосів на одиниці площі та вагу зерна.

Ефективне вологозабезпечення значною мірою залежить від способу обробітку ґрунту. Безполицевий обробіток ґрунту, у поєднанні зі збереженням мульчуючого шару з післяжнивних решток, забезпечує кращу вологозабезпеченість, яка зберігається до фази цвітіння ячменю, сприяючи отриманню повних і дружних сходів. Проведені нами наукові дослідження свідчать що різні системи основного обробітку ґрунту забезпечили різне накопичення вологи в ньому.

Ефективне вологозабезпечення значною мірою залежить від способу обробітку ґрунту. Безполицевий обробіток ґрунту, у поєднанні зі збереженням мульчуючого шару з післяжнивних решток, забезпечує кращу вологозабезпеченість, яка зберігається до фази цвітіння ячменю, сприяючи отриманню повних і дружних сходів

Перед сівбою озимого ячменю у 2022–2023 сільськогосподарському році запаси вологи у метровому шарі ґрунту вищі запаси були у варіанті з системою основного обробітку Verti-till відповідно 33,02 мм, а найменші — 22,37 мм у контрольному варіанті рекомендована система основного обробітку ґрунту. 

У варіанті із системою основного обробітку ґрунту No-till запаси вологи були дещо кращими порівняно з контрольним варіантом — 27,31мм або на 4,94 мм більше, однак їх було по всіх варіантах досліду недостатньо саме у верхньому, насіннєвому шарі грунту для отримання повних сходів і вони з’явилися лише після випадіння опадів восени 2022 року.

Навесні, на початку відростання озимого ячменю, запаси доступної вологи в метровому шарі ґрунту зросли за всіма варіантами досліду. Водночас найкраще вологу зберігав варіант із системою Verti-till — тут її запаси становили 123,01 мм. За No-till (в період 2022–2023) показник був дещо нижчим — 120,19 мм, тоді як у контрольному варіанті з рекомендованою системою основного обробітку — 117,96 мм. Отже, порівняно з контролем, No-till збільшив запаси доступної вологи на 2,23 мм, а Verti-till — на 5,05 мм.

Упродовж вегетації запаси продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту за всіма варіантами досліду суттєво зменшилися. Водночас наприкінці вегетації озимого ячменю найбільше вологи залишилося за системи Verti-till — 30,80 мм. За системи No-till її було на 3,63 мм менше, а в контрольному варіанті — на 5,03 мм менше.

Наступний, 2023–2024 сільськогосподарський рік також був несприятливим за умовами вологозабезпечення озимого ячменю. Особливо складними були умови в осінній період — вони виявилися ще посушливішими, ніж попереднього року. Повноцінне вегетування рослин стало можливим завдяки опадам осінньо-зимового та весняного періодів. 

Так, спостереження за запасами вологи в грунті показали, що перед сівбою озимого ячменю у 2023–2024 сільськогосподарському році вищі запаси вологи у метровому шарі ґрунту були у варіанті з системою основного обробітку Verti-till відповідно 21,80 мм, а найменші — 12,10 мм у контрольному варіанті рекомендована система основного обробітку ґрунту. 

У той же час варіант із системою основного обробітку ґрунту No-till по запасах доступної вологи перевищував за цим показником контрольний варіант і становив відповідно — 17,40 мм або на 5,3 мм більше, однак їх, як й у попередньому році, було по всіх варіантах досліду недостатньо і саме у верхньому, насіннєвому, шарі ґрунту для отримання повних і дружних сходів на ділянках спостерігалася строкатість по сходах і вони з’явилися лише після випадання опадів восени 2023 року. 

Суттєве поповнення запасів ґрунтової вологи у метровому шарі за рахунок опадів осінньо-зимового періоду безумовно покращило стан посівів ячменю озимого. Так найбільші запаси вологи спостерігалися у варіанті з системою основного обробітку ґрунту Verti-till і становили 81,5 мм. Проведення у досліді системи основного обробітку грунту No-till спричинило в умовах 2023–2024 сільськогосподарського року до незначного зменшення запасів вологи на 8,50 мм, а у контрольному варіанті з рекомендованою системою основного обробітку ґрунту під ячмінь озимий цей показник становив лише 67,40 мм, або на 5,6–14,1мм менше порівняно з варіантами системи основного обробітку ґрунту No-till та Verti-till відповідно.

у варіанті із системою основного обробітку ґрунту Verti-till рослини ячменю озимого найбільш ефективно використовують ґрунтову вологу, що дуже важливо та має вирішальне значення в умовах посушливого Південного Степу України для отримання високих і сталих урожаїв його зерна

Починаючи з весняного відновлення вегетації і до збирання по всіх варіантах досліду було відзначено значне зниження весняних запасів продуктивної вологи, однак, як й у 2022–2023 рр, на кінець вегетації ячменю озимого більші залишкові запаси вологи були саме у варіанті із системою основного обробітку ґрунту Verti-till і становили 16,80 мм, що на 2,7–5,9 мм більше порівняно з варіантом із системою основного обробітку ґрунту No-till та контрольним варіантом із рекомендованою системою основного обробітку ґрунту.

Таким чином, отримані результати з впливу різних систем основного обробітку ґрунту під ячмінь озимий у досліді доводять, що застосування таких систем основного обробітку ґрунту як No-till та Verti-till дають змогу додатково накопичити вологи на час відновлення весняної вегетації 4,22–10,3 %, а на час збирання ячменю озимого 12,5–29,8 %. Саме цей факт свідчить про те, що у варіанті із системою основного обробітку ґрунту Verti-till рослини ячменю озимого найбільш ефективно використовують ґрунтову вологу, що дуже важливо та має вирішальне значення в умовах посушливого Південного Степу України для отримання високих і сталих урожаїв його зерна.

Сергій Маліновський, Одеський державний аграрний університет