Соя, покривні культури, добрива та врожайність

Зі швидким зростанням популяцій бур’янів, стійких до гербіцидів, таких як щириця горбкувата (Amaranthus tuberculatus) і амарант Палмера, у багатьох штатах США нехімічні методи боротьби з бур’янами, наприклад, покривні культури, набирають популярності серед виробників сої в якості альтернативної стратегії боротьби з бур’янами. Вченими доведено, що поєднання покривних культур із досходовими гербіцидами дає більший зиск, ніж будь-яка з цих практик окремо.

Нещодавно опубліковані в журналі Weed Science Society of America результати дослідження, присвяченого боротьбі з бур’янами в посівах сої і проведеного в кількох штатах під керівництвом Хосе Джуніора Нунеса, доктора філософії в Університеті Вісконсін-Медісон, показують, що сівба сої в зелену живу покривну культуру жита забезпечує ефективний контроль над деякими з найбільш проблемних бур’янів за поєднання з обробками гербіцидами.

«Наші результати підтверджують припущення, що сівба сої в жито є корисною практикою для фермерів, які вирощують сою, — каже Родріго Верле, доктор філософії, доцент і фахівець із бур’янів у галузі системного розширення сільськогосподарських культур в Університеті Вісконсін-Медісон. — Інтеграція ефективної програми досходових гербіцидів за сівби сої також була важливим компонентом ефективного контролю амаранта Палмера та щириці горбкуватою. Якщо ми даємо більше часу для розвитку жита зернового, то отримуємо більше його біомаси для придушення бур’янів, не заважаючи своєчасній сівбі, порівняно з видаленням покривної культури за один-два тижні до сівби сої. До того ж, окрім придушення бур’янів, покривні культури, такі як жито зернове, сприяють зниженню ерозії ґрунту, збільшенню вмісту органічної речовини у ґрунті та покращенню його біологічного здоров’я».

Результати досліджень були отримані в 10 штатах США (Арканзас, Іллінойс, Індіана, Айова, Канзас, Кентуккі, Міссурі, Північна Дакота, Пенсільванія) протягом вегетаційних сезонів 2021 та 2022 років.

«З наших результатів очевидно, що включення покривної культури жита виправдане, — каже Верле. Застосування досходових гербіцидів разом із покривною культурою знизило щільність проб­лемних бур’янів на 68 % порівняно з відсутністю гербіцидного захисту».

Однак, підкреслив дослідник, увага до деталей тут вкрай важлива для отримання хорошого врожаю, і порадив звертатися до фахівців з агрономії за бажання включати цю практику, оскільки потрібно враховувати низку нюансів, щоб уникнути негативної реакції сої на покривну культуру жита.

Сівба сої в зелену живу покривну культуру жита забезпечує ефективний контроль над деякими з найбільш проблемних бур’янів за поєднання з обробками гербіцидами

Також продовжуються експерименти й з використанням пшениці як покривної культура для сої. Як покривні культури та система удобрення сої впливають на її врожайність та прибутковість всього процесу? Це досліджує Марк Шенкл, професор агрономії в Університеті штату Міссісіпі. У фокусі його уваги — вирощування сої в посушливих районах.

«Зростає розуміння ґрунту як живої екосистеми, — каже Шенкл. — У зв’язку з цим фермери виявляють інтерес до висіву покривних культур восени, до нульового обробітку ґрунту навесні та застосування органічних добрив як альтернативи комерційним неорганічним добривам. Нестабільна врожайність сої є проблемою для багатьох виробників у посушливих районах через відсутність опадів у критичні періоди вегетаційного періоду, тому ми хотіли дізнатися, чи може система, орієнтована на покращення здоров’я ґрунту, підтримувати більш надійну врожайність».

Шенкл розробив комплексне дослідження, щоб вивчити, як кілька методів працюють разом у єдиній системі. Його команда порівняла п’ять різних варіантів покривних культур, три програми добрив та дві дати сівби сої. Протягом п’яти років вчені збирали дані щодо дільниць, включаючи характеристики ґрунту та врожайність.

«Ми збирали зразки ґрунту з кожної ділянки щороку, щоб визначити потреби в поживних речовинах на основі рекомендацій щодо аналізу ґрунту, як це роблять фермери, — пояснює Шенкл. — І ми зберігали ту саму комбінацію покривної культури та добрива на одній і тій самій ділянці щороку, щоб оцінити кумулятивний ефект на властивості ґрунту».

Висаджування сої в живу покривну культуру жита. Крім придушення бур’янів, це сприяє зниженню ерозії ґрунту, збільшенню вмісту органічної речовини у ґрунті та покращенню його біологічного здоров’я

Висаджування сої в живу покривну культуру жита. Крім придушення бур’янів, це сприяє зниженню ерозії ґрунту, збільшенню вмісту органічної речовини у ґрунті та покращенню його біологічного здоров’я

Щоб побачити, як дата сівби впливає і на виробництво біомаси покривних культур, і на врожайність сої, команда припинила ріст покривних культур та висадила соєві боби за технологією No-till у квітні на половині поля (рання система сівби). Вони повторили той же курс дій у травні для другої половини поля, щоб вивчити пізню систему сівби. Для обох дат сівби вони припинили розвиток покривних культур обробкою гербіцидом приблизно за два тижні до висіву, а також застосували добрива для систем ранньої та пізньої сівби одночасно навесні.

В якості покривних культур використовувалися жито, вика, пшениця та рекомендована суміш жита та гірчиці. Контролем служив місцевий рослинний покрив, що виріс за зиму.

«Ми розглядали пшеницю як покривну культуру, оскільки фермери заявили, що вони більш охоче переходять на неї через передбачувану нижчу вартість і перевірені методи управління посівами», — говорить Шенкл.

Щодо добрив, то пташиний послід — найдоступніший для багатьох фермерів Міссісіпі, тому в обробці добривами порівнювалися пташиний послід із комерційним добривом, із стандартним контролем без добрив. Лабораторні рекомендації, що ґрунтуються на щорічному тестуванні ґрунту, диктували норми добрива.

«Ми зосередилися на методах, які додають органічну речовину у ґрунт, — розповідає дослідник. — Як покривні культури, так і пташиний послід забезпечують органічну речовину. Ранні та пізні строки сівби сої дали нам змогу спостерігати реакцію культур та ґрунту на різну кількість органічної речовини залежно від обробки в кожній системі».

На передньому плані — соя раннього строку сівби, на задньому — висів пізньої сої у покривну культуру

Покривні культури в системі пізнього садіння сої давали більше біомаси через триваліший період розвитку до припинення розвитку, і, відповідно, за ранньої сівби сої часу для нарощування біомаси у покривних культур було менше. Обидві практики вплинули на здоров’я ґрунту.

На додаток до щорічних аналізів ґрунту, ґрунтовий мікробіолог команди, Шанкар Ганапаті Шанмугам, доцент-дослідник в Університеті штату Міссісіпі, вивчав зміни у ґрунтових організмах із плином часу.

«Багатство та різноманітність мікробів, особливо бактерій та грибів, що живуть у ґрунті з покривними культурами, вказує на її здатність підтримувати розвиток», — каже Шанмугам.

Він отримав ДНК мікробів зі зразків ґрунту на початку проєкту, а потім знову в 2022 році для порівняння. Об’єм даних ДНК вимагав суперкомп’ютерів для їхнього секвенування та визначення типів мікробів у ґрунті.

«На ділянках із покривними культурами та пташиним послідом ми побачили значне збільшення різноманітності мікробіоти, — повідомляє вчений. – І це логічно, оскільки обидві практики додають вуглець у ґрунт, який є джерелом живлення для цих мікробів».

Шанмугам відзначає, що збільшення кількості азотфіксуючих бактерій або видів Rhizobium, показане ДНК-тестами, вказує на відповідне збільшення азотних перетворень у цих ґрунтах внаслідок змін в управлінні ними. Він також виміряв збільшення біомаси або загальної кількості таксонів мікробів, що живуть там: «Ми спостерігали поліпшення в характеристиках ґрунту, таких як стабільність агрегатів, інфільтрація води та доступність вуглецю на ділянках із покривними культурами, пташиним послідом або тим й іншим. Всі ці якості пов’язані зі змінами різноманітності у мікробіоті ґрунту».

Пташиний послід особливо корелював із підвищенням стабільності агрегатів ґрунту. Тим не менш, поживні речовини, внесені в ґрунт із добривами, не накопичувалися в ньому, показуючи, що соєві боби та покривні культури використовували вже наявні та доступні поживні речовини.

«Також ми побачили, що біомаса покривних культур пов’язана з великою різноманітністю мікробів. Покривні культури створюють більше біомаси та збільшують вуглець мікробної біомаси ґрунту, і це підтримувало різноманітні мікроорганізми на цих ділянках», — каже Шанмугам.

Команда погодила свої висновки із пріоритетами фермерів, доручивши економісту проаналізувати витрати на програму, щоб порівняти рентабельність системи.

Врожайність різнилася залежно від дати сівби, яку остаточно формували кількість і час випадання опадів на репродуктивних стадіях зростання R1–R7. «Зазвичай соєві боби, посаджені в Міссісіпі до 1 травня, асоціюються з вищою врожайністю, — каже він. — Однак наше дослідження систем покривних культур показує, що врожайність може бути вищою за ранньої чи пізньої сівби сої у будь-який рік залежно від погодних умов. Якщо опади і, відповідно, вологість ґрунту, збігалися з критичними стадіями розвитку, це сприяло врожайності за будь-якої дати сівби».

Cистеми покривних культур покращили здоров’я ґрунту, але не вплинули на врожайність сої

«Ми помітили, що системи покривних культур вплинули на здоров’я ґрунту, але не вплинули на врожайність сої», — додає Шенкл.

Оскільки врожайність залишалася стабільною, економічний аналіз показав, що додавання покривних культур знижувало прибутковість. Однак цей аналіз не враховував участь фермерів у програмах, розроблених для покриття витрат на покривні культури.

А ось застосування органічних добрив справді збільшило прибутковість. Пташиний послід виявився більш прибутковим, ніж комерційне добриво. Шенкл каже, що обробка добривами, особливо пташиним послідом, вплинула на темпи розвитку і врожайність культур, на відміну використання покривних культур. Тканини листя сої з удобрених ділянок містила більше фосфору та калію, ніж із неудобрених.

«Одним із несподіваних результатів щодо покривних культур став захист сходів сої від поїдання оленями, — зазначив Шенкл. — Ми виявили, що коли стерня біомаси покривних культур залишалася над сходами сої, олені не наближалися до рослин сої. Тому поїдання оленями соєвої рослинності було поширене на ділянках без вирощування покривних культур».

Він вважає, що завдяки стабільній врожайності та підтвердженим змінам у стані здоров’я ґрунту, це дослідження допоможе фермерам краще зрозуміти користь від внесення пташиного посліду та використання покривних культур. Економічна модель допоможе їм визначити програми покривних культур, які компенсують зміну прибутковості від прийняття системи, орієнтованої на покращення стійкості здоров’я ґрунту в майбутньому.

Вільям Венсілл, доктор філософії, Лора Темпл, https://soybeanresearchinfo.com