Сівба по стерні

У сучасних умовах господарювання пріоритетними напрямами розвитку землеробства Степу є освоєння консервативних (мінімальних, нульових) систем обробітку ґрунту, широке використання побічної продукції сільськогосподарських культур, запровадження інтегрованих методів захисту рослин від шкідливих об’єктів. Ці тенденції зумовлені, насамперед, необхідністю підвищення родючості орних земель, кліматичними змінами, екологічними загрозами, дефіцитом трудових і енергетичних ресурсів.

У польовому досліді Інституту зернових культур НААН України (Дніпропетровська обл.) вивчали ефективність різних технологічних схем основного обробітку ґрунту й сівби під час вирощування озимої пшениці після гороху (перший варіант — мілкий плоскорізний обробіток комбінованим агрегатом КР-4,5 на 10–12 см, сівба зерновою сівалкою СЗ-3,6 (контроль); другий — мілкий обробіток, сівба спеціальною сівалкою АТД-6.35, обладнаною кілеподібними сошниками «Дует»; третій — нульовий обробіток, прямий висів АТД-6.35 та кукурудзи на зерно після озимини (перший — оранка плугом ПЛН-5–35 на 25–27 см, сівба сівалкою СУПН-8 (контроль); 2 — мілкий плоскорізний обробіток КР-4,5 на 14–16 см, сівба СУПН-8; 3 — мілкий плоскорізний обробіток КР-4,5 на 14–16 см, сівба спеціальною дисковою сівалкою MF-8108; 4 — нульовий обробіток ґрунту, сівба MF-8108).

У варіанті з прямою сівбою пшениці для знищення бур’янів після збирання попередника (серпень) вносили суміш гербіцидів (Вулкан, 4 л/га + Естерон, 1 л/га). Для боротьби з бур’янами в посівах кукурудзи на фоні суцільного (мілкого, полицевого) обробітку в рекомендованих дозах застосовували ґрунтові (Харнес) і страхові (Тітус + амінна сіль 2,4-Д Ультра 730) гербіциди, у варіанті із прямим висівом — загальновинищувальні (Раундап — після збирання попередника і перед сівбою) та страхові гербіциди (Тітус + амінна сіль 2,4-Д Ультра 730) за досягнення рослинами фази трьох — п’яти листків. На ділянках із проведенням оранки та мінімального обробітку задля повнішого знищення бур’янів і покращення агрофізичних властивостей ґрунту проводили одноразову культивацію міжрядь на глибину 6–8 см.

Ґрунт дослідного поля — чорнозем звичайний важкосуглинковий із умістом гумусу в орному шарі 4,1%, нітратного азоту — 11,5 мг/кг, рухомих сполук фосфору — 133, калію — 137 мг/кг.

Виходячи з положення про оптимальні та допустимі параметри агрофізичного стану чорнозему звичайного для зернових культур, досліджували зміни його на оброблених (оранка, мілке плоскорізне розпушення) і необроблених з осені (нульових) агрофонах.

Установлено, що структура ґрунту, визначена перед сівбою озимої пшениці та кукурудзи, характеризується як сприятлива для росту й розвитку рослин на ранніх етапах органогенезу. Причому вона мало змінюється під впливом різних технологічних схем основного й довисівного обробітку поля. Кількість агрономічно цінних агрегатів розміром 10–0,25 мм в орному шарі за варіантами досліду становила 81–93%, а вміст пилуватих фракцій (<0,25 мм) і брил (>10 мм) не перевищував відповідно 5 та 16%. Улітку й восени через зневоднення ґрунту брилуватість його істотно зростала, однак у всіх випадках частка агрономічно корисних компонентів переважала показник 60%.

Найпереконливішим наслідком упровадження «нульових» технологій є підвищення щільності й твердості ґрунту, однак ця закономірність значно коригується його вологістю, ступенем гумусованості, структурним і гранулометричним складом. За нашими даними, після двох років застосування плужного, мілкого та нульового обробітку об’ємна маса орного шару на час сівби кукурудзи становила 1,19; 1,26– 1,27 та 1,33 г/см², а твердість відповід­но 5,8, 12,3–12,9 і 13 кг/см² (табл. 1). Тобто на чорноземі з умістом фізичної глини менше як 50% параметри зазначених характеристик навесні на необроблених ділянках не виходили за межі допустимих для просапної культури величин, що свідчить про можливість радикальної мінімізації процесів обробітку ґрунту. На думку окремих учених, системний No-till у сівозміні в середньостроковій перспективі (через чотири-п’ять років) має сприяти розущільненню верхніх шарів ґрунту до оптимального рівня (1,15–1,25 г/см³) внаслідок локалізації в обмеженому ґрунтовому середовищі значної кіль­кості органічного субстрату. Водночас очікується зниження щільності будови й опору ґрунту не тільки в орному шарі, а й у підорному прошарку, що сприятиме поступовому руйнуванню плужної підошви.

Найкращий агрофізичний стан ґрунту в досліді формувався в технологічних схемах вирощування кукурудзи на основі мілкого плоскорізного обробітку, де, на відміну від варіанта з оранкою й прямою сівбою, швидше перебігають процеси релаксації (самовідновлення) чорнозему та набуття ним стану, придатного для якісного проведення польових робіт.

Як з’ясувалося, процеси нагромадження й випаровування ґрунтової вологи безпосередньо залежать від потужності, пористості та однорідності мульчувального шару. За рівномірного покриття 60–80% площі поля післяжнивними рештками попередника (2–4 т/га) запаси її в посівному та орному шарі ґрунту перед сівбою озимої пшениці й кукурудзи за нульового обробітку були вищими, порівняно з іншими агрофонами, на 20–60 м²/га. Необроблений грунт краще акумулював і утримував атмосферні опади саме у верхніх горизонтах, що є визначальним для одержання повноцінних сходів, укорінення та розвитку рослин на початку вегетації. За рівнем накопичення вологи впродовж холодної пори року в метровому шарі ґрунту останній не поступався результатам, отриманим після оранки та мінімального обробітку.

Технологія нульового обробітку та прямої сівби в перший рік застосування не призводить до зниження ефективної родючості ґрунту порівняно з контролем. Наявних запасів азоту нітратів в орному шарі перед сівбою озимини (16,7 мг/кг), а також фосфору (120 мг/кг) і калію (113 мг/кг) було цілком достатньо для нормального зростання й розвитку рослин в осінній період. Дефіцит N-NO₃ у фазі трубкування компенсувався внесенням аміачної селітри (N30). Незначне зниження вмісту P₂O₅ i K₂O в ґрунті впродовж весняно-літньої вегетації пшениці зумовлене як активним їхнім споживанням рослинами, так і частковим переходом у фіксовані та необмінні форми.

Наступного року під час вирощування кукурудзи відмова від зяблевого обробітку супроводжувалась зменшенням кількості нітратного азоту в ґрунті. Так, у фазі семи-восьми листків орний шар на дворічному полицевому агрофоні містив 21,8, мілкому плоскорізному — 12,6–14,2, нульовому — лише 11,8 мг/кг N-NO₃ (табл. 2).

Це підтверджується даними щодо потенційної спроможності чорнозему в штучному мікрокліматі (після семиденного компостування) підсилювати енергію нітрифікаційних процесів. Так, за оранки та мінімального обробітку шар ґрунту 0–30 см на початку вегетації продукував N-NO₃ на рівні 30,9–37,1 мг/кг, у фазі цвітіння рослин — 25,5–25,9, у фазі повної стиглості зерна — 19,6–22 мг/кг, в той час як за нульового обробітку ці показники дорівнювали відповідно 30,3; 22,3 та 19,4 мг/кг.

Із можливих причин цього явища найімовірнішим слід вважати зниження біологічної активності чорнозему на ділянках прямої сівби внаслідок формування ущільненої будови ґрунту, а також іммобілізації мінерального азоту в процесі розкладання великої кількос­ті післяжнивних решток (солома) з широким співвідношенням N:С.

Під час визначення вмісту в ґрунті кислоторозчинних сполук фосфору й калію за методом Чирикова значних розбіжностей у показниках між варіантами не відзначали. Водночас за використання чутливішого методу Мачигіна (екстрагент — 1%-вий вуглекислий амоній) чітко простежувалась перевага полицевого обробітку над нульовим, яка в окремі періоди росту й розвитку рослин досягала 12–18%. Мілкий плоскорізний обробіток за вмістом Р₂О₅ і К₂О в орному шарі займав проміжне положення.

Проблема оптимізації умов живлення рослин під час вирощування кукурудзи на фоні нульового обробітку вирішувалась шляхом локального внесення мінеральних добрив водночас із сівбою (за результатами ґрунтового тестування). Такий спосіб вважається найбільш технологічним, оскільки відпадає потреба в зайвих проходах техніки полем, до того ж він забезпечує синхронізацію та поступовість вивільнення поживних речовин і їхнє ефективне використання.

Основним недоліком унесення туків безпосередньо в насіннєву стрічку є ймовірність пошкодження проростків кукурудзи в разі їхнього контакту з добривами. Ступінь пригнічення сходів зростає в посушливі роки, особливо на ґрунтових відмінах із низьким умістом гумусу та легкого гранулометричного складу, які мають невисоку водоутримувальну здатність. Цьому явищу можна запобігти застосуванням агроприйомів, що сприяють зниженню концентрації макроелементів у зоні рядка, зокрема шляхом коригування норми внесення добрив і збільшення відстані між гранулами та насінням.

Поверхневе внесення туків за прямої сівби малоприйнятне через велику вірогідність втрат макроелементів від різних видів ерозії, можливого розвитку в посівах бур’янів-нітрофілів, а також вертикальної міграції азоту з низхідними потоками вологи за постійними ґрунтовими каналами-шпарами.

За нульового обробітку особливого значення набуває раціональна система захисту рослин від шкідливих об’єктів. У озимому полі на необроблених ділянках унаслідок рясних дощів, які пройшли невдовзі після збирання попередника (горох), спостерігали масове відростання бур’янів, переважна більшість яких загинула під дією загальновинищувальних гербіцидів, унесених у серпні. Із багаторічників порівняно стійкою до хімікатів виявилась березка польова, з однорічників — амброзія полинолиста. Вони в пригніченому стані вегетували до кінця вересня й частково були знищені сівалкою АТД-6.35 завдяки конструктивним особливостям її сошників. Упродовж весняно-літнього періоду рослини пшениці швидко нарощували вегетативну масу, успіш­но конкурували за життєвий простір, тому обприскування посівів страховими гербіцидами не проводили.

Відомо, що фітоценотична спроможність кукурудзи до біологічного пригнічення бур’янів майже вдесятеро нижча, ніж добре розвинених посівів озимини. Саме ця особливість культури спричиняє певні ризики під час вирощування її в системі No-till.

Обліки, проведені у фазі трьох — п’яти листків кукурудзи, засвідчили наявність меншої кількості дикорослої флори в посівах за нульового обробітку ґрунту порівняно з варіантами оранки та мілкого розпушування скиби, що пояснюється стримувальною дією гербіциду Раундап, унесеного в довисівний період. Агротип забур’яненості на ділянках без обробітку ґрунту на зяб визначено як злинково-гірчаково-латуковий, тобто менш характерний для агрофітоценозів цієї культури, а на варіантах із обробітком — як більш типовий гірчаково-березково-амброзієвий.

Під час збирання врожаю в посівах домінували мишій і плоскуха звичайна, причому за нульового обробітку швидше відновлювались амброзія полинолиста, злинка канадська, щириця. Показово, що за незначних відмінностей у рясності бур’янів у посівах за варіантами досліду (3–5 шт./м²) їхня повітряно-суха маса все ж таки дещо різнилася (оранка — 26, мілкий обробіток — 26–30, нульовий — 72 г/м²) (табл. 3). Таким чином, поєднання хімічних (ґрунтові й страхові гербіциди) та механічних (міжрядне прополювання) заходів боротьби допомагає знизити забур’яненість посівів до економічно безпечного рівня. За прямої сівби (без міжрядної культивації) потенціал шкодочинності бур’янів помітно зростає, що свідчить про необхідність удосконалення способів їхнього контролювання через неоднорідність фазового стану, зміну структури та резистентності.

Вважається, що наявність на поверхні ґрунту великої кількості післяжнивних решток за нульового обробітку стимулює розвиток деяких хвороб і шкідників сільськогосподарських культур. У наших дослідах рівень пошкодження рослин дротяником і шведською мухою на початку вегетації кукурудзи був оцінений як низький (відповідно 2,1–2,9 і 0,3–0,8%), при цьому розбіж­ності за варіантами виявились несуттєвими. Шкодочинність бавовникової совки була вища на ділянках із прямим висівом, що пояснюється більшою наявністю в посівах бур’янів, які є осередком розвитку й джерелом поживних речовин для гусениць шкідника до настання фази формування зерна.

Пошкодженість качанів бавовниковою совкою корелювала зі ступенем ураженості їх хворобами, який зростав у висхідному порядку: оранка — 12%, мілкий обробіток — 16,1–18,8%, нульовий — 26,2%. Аналогічна закономірність відзначена також стосовно ураженості проростків пліснявінням і кореневими гнилями. Тобто глибоке заорювання соломи здебільшого сприяло поліпшенню фітосанітарного стану посівів кукурудзи.

Аналіз структурних елементів продуктивності рослин озимої пшениці показав, що, завдяки рівномірному (за площею і глибиною) загортання насін­ня у вологий ґрунт, на ділянках із використанням сівалки АТД-6.35 спостерігається тенденція до збільшення кіль­кості продуктивних стебел на одиниці площі (на 20,9%), а також коефіцієнта кущення та довжини колоса. Натомість за мілкого обробітку та сівби сівалкою СЗ-3,6 зростає маса зерна з колоса та маса 1000 зерен (на 4,7 г). Поєднання та співвідношення цих показників у всіх випадках наближались до оптимальних, що дало можливість отримати порівняно високий і практично однаковий рівень урожайності зерна за варіантами досліду (5,46–5,62 т/га).

Застосування технології на основі нульового обробітку ґрунту зумовило збільшення в зерні вмісту білка до 13,29% і клейковини до 25,3%, що від­повідає якості зерна другого класу. На контролі ці показники були на рівні третього класу (відповідно 11,71 і 22,9%). Підвищення параметрів якості основної продукції за прямої сівби озимої пшениці пояснюється формуванням у цьому варіанті дрібнішого зерна, тобто за меншої його натурної маси пропорційно зростала частка білків співвідносно до вуглеводів (крохмалу).

Рівень продуктивності кукурудзи в агрофітоценозі визначали за співвідношенням позитивних і негативних чинників різної природи. За сприятливих умов зволоження в першій половині вегетації і порівняно низької фонової забур’яненості посівів на дворічному нульовому агрофоні отримано 3,66, полицевому — 3,78 т/га зерна, тобто різниця між варіантами становила 3,2%. Найвищу врожайність (3,95 т/га) забезпечила технологія вирощування, що ґрунтується на мілкому плоскорізному обробітку, сівбі спеціальною сівалкою MF-8108, внесенні ґрунтових і страхових гербіцидів, культивації між­рядь (табл. 4).

Під час вирощування польових культур за технологією No-till слід враховувати принципові технічні відмінності спеціальних сівалок для прямого висіву, обладнаних дисковими або наральниковими сошниками різних модифікацій (анкерні, лапові, долото- чи кілеподібні). До основних переваг дискових сівалок слід віднести високий ступінь збереження стерні на поверхні поля та низьку вірогідність забивання рослинними рештками, до недоліків — потребу включення до комплектувальної схеми конструкції потужних дискових ножів (култерів). Сівалки з наральниковими сошниками стало витримують задану глибину загортання насіння та якісно формують насіннєве ложе, однак потребують ретельнішого подрібнення й рівномірного розподілу листостеблової маси попередника, а також відтермінування строків сівби до набуття ґрунтом стану повної фізичної стиглості.

За використання всіх типів сівалок слід звертати належну увагу на якість роботи култера (кращим вважається зазубрений диск із хвилястим краєм) і прикочувального котка, який має забезпечити добрий контакт насіння з ґрунтом за оптимальної будови наднасіннєвого ґрунтового прошарку. Надмірне зусилля, що припадає на прикочувальний коток, особливо за роботи на важкому вологому ґрунті, зумовлює переущільнення останнього в зоні посівної щілини та призводить до ослаблення паростків і затримання появи сходів.

Вагомим чинником, який заважає повною мірою реалізувати потенціал нульового обробітку в царині економічної ефективності виробництва, є диспаритет цін між вартістю сільськогосподарської продукції та засобів захисту рослин, добрив і техніки. За нашими розрахунками пряма сівба озимої пшениці та кукурудзи забезпечила, порівняно з контролем, економію пального (14,4–40,6 л/га) і зниження затрат праці на 1,1–2,1 люд.-год./га.

Разом з тим, за нульового обробітку збільшуються амортизаційні відрахування (через високу вартість сівалок) і додаткові витрати коштів на придбання гербіцидів, які не завжди окупаються відповідним зростанням урожайності, що призводить до здорожчання вирощуваної продукції. Тому, попри спрощення виробничого циклу робіт, за прямої сівби дещо зростає собівартість 1 т зерна й знижується рівень рентабельності. Враховуючи показники прибутковості та окупності, економічно конкурентоспроможними під час вирощування зернових культур виявились варіанти вирощування культур за мілкого обробітку ґрунту та сівби спеціальними сівалками.

На жаль, економічна оцінка технологій не передбачала використання інших, не менш важливих, критеріїв ефективності, які стосуються екологічної безпеки довкілля. Адже відомо, що, залежно від ґрунтово-кліматичних і ландшафтних умов, головними аргументами на користь нульового обробітку, навіть за нижчої продуктивності ріллі, може бути запобігання еро­зії ґрунту, секвестрація вуглецю, пом’якшення парникового ефекту, збереження біорізноманіття.

ВИСНОВКИ

Ефективність нульового обробітку ґрунту значно залежить від біоло­гії культури, тривалості застосування в сівозміні та системи хімічного захисту рослин. Придатнішою для прямої сівби виявилась озима пшениця, меншою мірою — кукурудза за вирощування її на дворічному нульовому агрофоні.

 На чорноземі з умістом гумусу понад 4% технологія прямої сівби в необроблений ґрунт після двох років застосування не призводить до погіршення його водно-фізичних властивостей, однак потребує коригування умов живлення рослин і постійного моніторингу фітосанітарного стану посівів. Основні ризики, пов’язані з належним контролюванням забур’яненості поля і внесенням гербіцидів, припадають на довисівний період: озима пшениця — липень-серпень, кукурудза — квітень-травень. Вирішальне значення при цьому мають своєчас­ність, послідовність, якість і регламентованість проведення очисних заходів.

Ž Технологія No-till забезпечує суттє­ву економію пального та праці й на високому агрофоні майже не поступається техносхемам, побудованим на застосуванні глибокої оранки або мілкого розпушування скиби, за рівнем урожайності зерна, показниками прибутковості та рентабельності виробництва. Підвищення економічної ефективності нульового обробітку передбачає зниження витрат на пестициди завдяки вдосконаленню агротехніки вирощування, організації якісного технічного супроводу робіт, покращенню водного й поживного режимів ґрунту.

Зважаючи на показники врожайності, рентабельності та окупності витрат, перспективними виявились технологічні системи, які включають фонове лущення стерні, мілкий обробіток ґрунту комбінованими агрегатами плоскорізного типу, сівбу спеціальними сівалками прямої дії, внесення (за потреби) ґрунтових і страхових (по вегетатації) гербіцидів.

А. Горбатенко, В. Судак, В.Чабан, кандидати с.-г. наук

А. Кулик, Ю. Безсусідня,

ДУ Інститут зернових культур НААН України

Журнал «Пропозиція», №9, 2019 р.