Підсівання покривних культур: досвід США

Площі, не зайняті озимими культурами, піддаються ризику вітрової та водної ерозії в пізній осінній та ранній весняний період. Можливості застосування покривних культур при цьому обмежені, адже їм може забракнути часу для розвитку. Площі під соєю зазнають підвищеного ризику через те, що ця культура залишає після себе порівняно невеликий обсяг пожнивних решток, які виступають додатковим добривом. На Середньому Заході США це перетворюється на суттєву проблему. Шляхи її вирішення запропонувала вчені Університету шт. Північна Дакота.

За перші 32 дні після збирання врожаю залишені на полі пожнивні рештки сої втрачають 68% своєї біомаси. А без відповідного покриття рослинністю або пожнивними рештками відбувається втрата грунту і поживних елементів через водну й вітрову ерозію. Так, втрати лише грунту з «голої» поверхні становлять від 6 до 18 т/га за рік.

Більшість досліджень покривних культур у посівах сої стосувалися висівання після сої або в міжряддях цієї культури жита. Дослідження показали низку переваг жита як покривної культури-наступника сої.

Однак для багатьох фермерів на американському Середньому Заході жито — не вихід, позаяк вони сіють після сої ярі пшеницю або інші зернові. Річ у тім, що в умовах технологій мінімального обробітку грунту жито складно піддається десикації навесні, коли температури низькі. До того ж багато гербіцидів не можуть повністю припинити вегетацію жита. В результаті рослини жита, які вижили, спричиняють наявність домішок у зібраній зерновій масі пшениці чи ячменю.

Збирання сої на Середньому Заході триває з кінця вересня до листопада. Відтак покривним культурам бракує часу для розвитку. Перший заморозок у цій кліматичній зоні трапляється приблизно 20 вересня. Але зазвичай він ще не шкодить покривним культурам прохолодного сезону, які після повернення температури до плюсових позначок відновлюють вегетацію. Згубними для цих культур є температури нижче -6°С, які вперше трапляються в середині або наприкінці жовтня. В цьому випадку 6070-денний строк вегетації забезпечується лише за умови, що покривну культуру підсіватимуть у міжряддя сої не пізніше середини серпня.

Є кілька технологій підсівання покривних культур: сівалкою, врозкид по поверхні, а також розкидання з подальшим зароблянням у грунт. Сівба за допомогою сівалки можлива до сівби основної культури, одночасно з нею або після збирання основної культури. Переваги сівби сівалкою перед сівбою врозкид — менша витрата посівного матеріалу (до 2 разів) та швидші й рівномірніші сходи. До того ж схожість покривних культур у першому випадку до 50% вища, навіть порівняно з сівбою врозкид з подальшим зароблянням у грунт.

Якщо посіяти покривні культури сівалкою неможливо, виходом може бути сівба врозкид. Головною перевагою останньої є те, що вона може бути здійснена будь-коли, за будь-якої висоти посівів основної культури. Сівбу врозкид проводять авіаційним методом, або ж за допомогою обладнання з високим кліренсом (в Північній Дакоті є виробник сівалок для сівби за технологією Твін-Роу з кліренсом 15 см, що дає змогу підсівати покривні культури в посіви сої – ред.), або після збирання основної культури. Головним недоліком сівби врозкид є те, що на поверхні грунту насіння може стати жертвою спеки, посушливої погоди, птахів, шкідників, тощо. Проростання насіння і отримання сходів у цьому випадку сильно залежить від опадів протягом першого тижня після сівби. Захистити розкидане насіння від птахів, десикантів, тощо може легке заробляння в грунт, але можливості цього обмежені, поки основна культура не зібрана. Щоб захистити насіння і підвищити схожість, можна розкидати насіння покривної культури відразу перед опаданням листя основної культури.

Більшість дослідів з підсівання покривної культури проводилися на кукурудзі. Вони показали, що сумішка покривних культур, підсіяних у посіви кукурудзи в фазі основної культури 4–6 листків, забезпечує додатково 1116 кг/га біомаси, або на третину більше, ніж за підсівання в фазі кукурудзи 10–12 листків. Інше дослідження показало, що покриття рослинними рештками поля після кукурудзи без покривних культур становило 24%, а з підсіванням озимого жита в якості покривної культури — 65%. А чим більше покриття поля, тим краще воно захищене від вітрової та водної ерозії.

Більше того, якщо підсівання проводилося врозкид на стадіях розвитку кукурудзи або сої після 4-го листка, воно не призводило до зниження врожайності основної культури. Також не призводило до зниження врожайності сої підсівання в її посіви редьки як покривної культури. При цьому воно забезпечувало збільшення загальної маси пожнивних решток, на відміну від сівби редьки покривною культурою після збирання сої.

Також покривні культури поліпшують структуру грунту, його водопроникність, активність грунтової мікробіоти, і збереження поживних елементів, які без покривних культур вимиваються або змиваються. Редька зберігає в грунті від 20 до 200 кг/га азоту в нітратній формі, а озимий рижій тільки за рахунок надземної біомаси акумулює від 24 до 59 кг/га азоту. А щоб отримати достатню для покриття грунту біомасу покривної культури, її слід підсівати в сою між фазою повного формування стручка і фазою припинення росту бобів (за міжнародною класифікацією — відповідно R4 і R6).

Досліди тривали протягом 2 років у двох різних локаціях з двома різними строками сівби покривних культур на суглинкових грунтах з рН 6,8–7,8. Попередниками сої виступали овес і пшениця. Покривні культури сіяли в міжряддя ГМ-сої завширшки 56 см. Сою сіяли в 2-й декаді травня на глибину 2,5–3,8 см густотою 500 тис. схожих насінин/га. Як покривні культури застосовувалися озимий горох, кормова редька, озимий рижій, озиме жито і сумішка всіх чотирьох вищезгаданих культур. Підсівання в фазі розвитку сої «повне формування стручка» відбувалося 21–26 липня, у фазі припинення росту бобів — 16–21 серпня. Посівна норма для гороху становила 89 кг/га, кормової редьки — 5,6 кг, озимого рижію — 6,7, озимого жита — 67,2 кг/га. Покривні культури сіяли вручну в борозну завглибшки 1,3 см і заробляли в грунт. Наступником сої була яра пшениця, яку сіяли в 1 половині травня за технологією ноу-тілл. Перед сівбою покривних культур проводилася десикація сої, а за день до сівби пшениці — десикація покривних культур, в обох випадках — гліфосатом нормою 1,1 кг д. р./га. Удобрення не проводилося, щоб краще побачити ефект від покривних культур.

Заміри біомаси проводилися 28 жовтня і 17–24 квітня. Біомаса після збирання надземної частини висушувалася за температури 70°С.

Осінні заміри біомаси показали, що найбільший показник урожайності надземної біомаси — 3 т/га — показала кормова редька. Але це був єдиний серед 7 успішних дослідів (ще один дослід не вдався: через посуху в період сівби покривні культури не зійшли), де кормова редька показала найбільшу біомасу. В цілому ж урожай біомаси кормової редьки сильно коливається з року в рік залежно від умов зволоження в початкові фази вегетації, адже ця культура не любить як сухого, так і перезволоженого грунту.

Озимий горох добре зійшов і показав найбільшу біомасу в 5 з 7 успішних дослідів (від 1,4 до 2,1 т/га). Досліди в іншому штаті протягом 4 років показали середню врожайність біомаси озимого гороху на рівні 622 кг/га.

Озимий рижій зійшов тільки в двох дослідах з семи. Майже 100%-ва схожість спостерігалася за умови двох рясних (не менше 25 мм з кожним дощем) дощів через тиждень і через 2 тижні після сівби.

В одному з дослідів усі покривні культури загинули. Спочатку вони практично на 100% проросли завдяки двом рясним дощам (не менше 25 мм за кожен), що випали відповідно через тиждень і два після сівби покривних культур. Але потім протягом місяця не було суттєвих (більше 5 мм) дощів, через що соя скинула листя протягом 10 днів. За цей час обсяг сонячної радіації, що отримували сходи покривних культур, зріс у 4,5 рази, що й погубило молоді сходи.

Фермери стримано ставляться до підсіву покривних культур через небезпеку засмічення насіння сої під час збирання. Тому в даному досліді культури і дати підсіву підбирались так, аби максимально уникнути засмічення зернової маси в комбайні під час збирання основної культури. Так, 3 з чотирьох культур — озимі. Вони на час збирання сої виростають лише на невелику висоту. Додатково їхній ріст у висоту гальмується за рахунок того, що їх притіняє соя. Відтак покривні культури не сплутують стебел сої і знаходяться нижче нижнього стручка сої. Це знижує ймовірність потрапляння зелених покривних культур у бобову масу. В результаті досліди показали, що підсів покривних культур за запропонованою технологією не призводить до підвищення вологості зібраних бобів.

Згідно з даними весняних замірів найбільшу біомасу сформувало озиме жито — 1,74 т/га. Річ у тім що озимий горох все-таки вимерз, не витримавши умов другого найхолоднішого після Аляски штату США. Дослідники прийшли до висновку, що в Північній Дакоті, на відміну від штатів з м’якшим кліматом, занадто холодно для озимого гороху.

Відповідно, сумішка покривних культур навесні складалася лише з озимих жита й рижію. Через те, що редька і озимий горох у сумішці вимерзли, сумішка сформувала меншу біомасу, ніж однорідні посіви озимого гороху.

Кількість азоту, накопичена біомасою покривних культур, була прямо пропорційна біомасі і становила 28,7–73,2 кг/га. Осінні заміри показали, що озиме жито сформувало в своїй біомасі 47 кг/га азоту, озимий рижій — 28,7 кг/га, а редька і озимий горох — більше 70 кг/га.

Урожай сої на дослідних ділянках становив 29–30 ц/га і на ділянках різних покривних культур та на контролі відрізнявся не більше, ніж на 1 ц/га. А от урожай культури-наступника — ярої пшениці — відрізнявся сильніше: від приблизно 21,5 ц/га після озимих жита й рижію до 27 ц/га після озимого гороху і сумішки та на контролю і 28 ц/га після редьки.

Результати досліду показали, що підсівання покривних культур у посіви сої в фазі розвитку основної культури між фазою повного формування стручка і фазою припинення росту бобів не викликає зниження врожайності сої. Інші досліди не показали зниження врожайності сої під час підсівання озимого рижію в фазах розвитку сої початку цвітіння і цвітіння (відповідно R1 і R2). Разом з тим одночасна сівба кукурудзи і озимого рижію в міжряддя як покривної культури призвела до зниження врожайності основної культури.

Водночас урожайність наступника сої — ярої пшениці — була суттєво нижчою після таких покривних культур, як озимі жито і рижій. Дослідники пояснюють це тим, що якщо покривні культури залишаються навесну, то вони споживають певну частину поживних речовин і вологи. А зниження запасів доступної вологи стримує розвиток і знижує врожайність ярої пшениці. Те саме спостерігалося на посівах кукурудзи, коли між десикацією озимого жита і сівбою кукурудзи залишалося дуже мало часу. До того ж озиме жито містить певні алелопатичні речовини, які стримують ріст інших трав’янистих рослин, а також є прихистком для патогенів, що спричиняють хвороби кореневої системи.

Також підсівання покривних культур забезпечило зв’язування в грунті азоту в нітратній формі на зимовий період.

Переклав Богдан Малиновський, b.malinovskiy@univest-media.com