Спецможливості
Технології

Мульчування ґрунту: ризики та пріоритети

30.07.2021
2520
Мульчування ґрунту: ризики та пріоритети фото, ілюстрація

Не­га­тивні чин­ни­ки об­робітку ґрун­ту мож­на усу­ну­ти шля­хом удо­с­ко­на­лен­ня сівозміни, ком­пен­сації втрат по­жив­них ре­чо­вин шля­хом уне­сен­ня міне­раль­них до­б­рив, підви­щен­ня ви­мог до рег­ла­ментів за­сто­су­ван­ня хімічних за­собів за­хи­с­ту рос­лин від бур’янів, хво­роб і шкідників, запро­ва­д­жен­ня новітніх тех­но­логій до­висівно­го об­робітку ґрун­ту і сівби.

 

 

 

 

 

 

На­укові підрозділи Інсти­ту­ту зер­но­вих куль­тур про­во­дили три­валі по­льові досліджен­ня, метою яких було вдосконалення системи мульчувального обробітку ґрунту в сівозмінах короткої ротації (чистий пар — озима пшениця — соняшник, чистий пар — озима пшениця — ярий ячмінь) із використанням усієї побічної продукції вирощуваних культур.

Зокрема, за полицевої системи обробітку ґрунту (контроль) восени проводили оранку плугом ПЛН-4-35 завглибшки: чорний пар — 25–27, ячмінь та соняшник — 20–22 см. За мілкої безполицевої мульчувальної — розпушували скибу ґрунту дисколаповим комбінованим агрегатом КР-4,5 у ранньому пару (навесні) та під ярі культури (восени) на глибину 12–14 см. Районовані сорти й гібриди вирощували на двох агрохімічних фонах, які передбачали загортання подрібненої листостеблової маси рослин без мінеральних добрив із унесенням туків за результатами ґрунтового тестування (пшениця — N30–60, ячмінь — N60, соняшник — N30P30K30). Інші елементи агротехніки — загальноприйняті для зони Степу.

За­для от­ри­ман­ня відповідної до­ка­зо­вої ба­зи да­них вив­ча­ли зміни ос­нов­них вла­с­ти­во­с­тей і ре­жимів ґрун­ту на різних аг­ро­фо­нах із за­лучен­ням у ко­ло­обіг не­зер­но­вої ча­сти­ни вро­жаю. Встановлено, що мульчувальний обробіток парового поля поліпшує структуру чорнозему звичайного на час сівби озимини, зокрема знижує його розпорошеність у шарі 0–10 см, який безпосередньо підпадає під антропогенний уплив, до безпечної позначки 6–7,7%. Уміст агрономічно цінних агрегатів завбільшки 10–0,25 мм у ґрунті, навпаки, зростав, порівняно з проведенням оранки, і досягав наприкінці періоду парування поля 88–90%. За рівнем цих показників можна стверджувати, що за позитивного балансу біогенних сполук, наявності достатньої кількості енергетичного матеріалу та без прояву ґрунтової ерозії відтворення структури ґрунту на ранніх парах відбувається в режимі саморегуляції, властивому природним аналогам перелогу чи цілини.

Характерною ознакою будови ґрунту під час висіву озимої пшениці за мілкого безполицевого обробітку слід вважати ущільненість піднасіннєвого ґрунтового прошарку 10–30 см (1,28– 1,31 г/см3 проти 1,25 г/см3 у контрольних варіантах). При цьому після ярого ячменю, де на поверхні поля зберігалось 1,5–2 т/га подрібненої соломи, спостерігали поступове розущільнення чорнозему по всьому профілю орного шару. Після соняшнику, рослинні рештки якого дуже ламкі й швидко загортаються в ґрунт, об’ємна маса прошарку 10–30 см наприкінці парування поля помітно зростала й в окремі роки перевищувала оптимальні параметри на 0,05–0,06 г/см3.

Аналогічну закономірність виявлено й у процесі вивчення твердості ґрунту. Однак зростання величини щільності й опору ґрунту за мульчувального обробітку жодного разу не спричинило пригнічення рослин на ранніх етапах органогенезу. Можливі негативні наслідки цього явища нівелювались завдяки оптимізації структурного стану й вологості ґрунту.

Досліджувані агроприйоми помітно змінювали гумусний стан і поживний режим чорнозему. За вихідної гумусованості орного шару 4,2% на завершення другої ротації уміст загального гумусу під соняшником та ячменем на ділянках із загортанням у ґрунт побічної продукції (без туків) становив 4,23– 4,25%, а за поєднання з унесенням мінеральних добрив — зріс до 4,28– 4,31%. Спостерігалась тенденція до посилення темпів гумусонакопичення за мілкого мульчувального обробітку, що відбувалось виключно завдяки збагаченню верхнього (0–10 см) шару ґрунту, вірогідно, внаслідок локалізації в обмеженому ґрунтовому середовищі значної кількості органічного субстрату, а також оптимізації водно-фізичних властивостей ґрунту. За висновками вчених систематичне застосування мінімальних ґрунтозахисних технологій у сівозміні сприяє підвищенню ступеня гідр оморфності чорноземів у сезонному та річному циклах, що є вагомим чинником покр ащення умов трансформації післяжнивних і кореневих решток, продуктів фізіологічної діяльності ґрунтової біоти та рослин.

Застосування мінеральних добрив на тлі використання побічної продукції вирощуваних культур з умовлювало збільшення кількості нітратів у орному шарі відносно неудобреного фону від 8,7–12,1 до 20,1–23,5 мг/кг. При цьому як фактичний вміст N-NO3 в ґрунті (до компостування), так і потенційні можливості його щодо мобілізації азоту (після штучної інкубації) були вищі у варіантах ґрунтообробітку із застосуванням оранки. Відомо, що за однакових вихідних умов мікробіологічна активність ґрунту зростає переважно за створення порівняно гомогенного за родючістю орного шару, збільшення глибини його розпушення, а також глибини локалізації туків і органічних речовин.

Уміст кислоторозчинних сполук фосфору й калію в ґрунті, визначений за методом Чирикова, у варіантах без внесення туків класифікують як підвищений (відповідно — 133–140 і 98–112 мг/кг), у разі загортання побічної продукції сумісно з добривами — як високий (160–169 та 130– 142 мг/кг). Розбіжності в показниках відповідно до способів обробітку ґрунту перебували в межах похибки дослі ­ду. Водночас за викори стання більш чутливого методу Мачигіна (екстрагент — 1% вуглекислий амоній) простежувалась перевага полицевого обробітку над безполицевим стосовно кількості P2O5 і К2О в орному шарі чорнозему, яка у відносних величинах становила 3–12%.

За рівнем на­гро­ма­д­жен­ня осінньо-зи­мо­вих опадів не­об­роб­ле­ний з осені аг­ро­фон пе­ре­ва­жав оран­ку на зяб. На ділянках раннього пару формувався щільний за ­хисний екран, утворений стоячою стернею, подрібненою соломою та відмерлою рослинністю. В межах фону спостерігалось суттєве зниження швидкості вітру в приземному повітряному просторі, більш раннє й рівномірніше затримання снігу, підвищення його в’язкості та щільності. В поєднанні з високою буферною та утримувальною здатніс ­тю раннього пару це зумовлювало менші втрати води через її стік, випаровування, вимерзання та видування, сприяло збільшенню коефіцієнта засвоєння опадів і додатковому накопиченню вологи в коренеактивному шарі ґрунту (0–150 см), порівняно з оранкою, на 35–131 м3/га.

Кількість вологи, втраченої протягом перебування поля під паром, визначалась як синоптичними умовами, так і агротехнічними заходами. Наприклад, у посушливі роки втрати її з ґрунту становили 323–709 м3/га (26,1– 40,3%) загальних весняних вихідних запасів, а за дощової погоди — не перевищували 15–52 м3/га (0,6–2,8%). Процеси випаровування води (переважно із шару 0–50 см) посилювались за глибокої оранки й гальмувались за весняного мілкого безполицевого обробітку, що пояснюється наявністю тут ущільненого прошарку ґрунту і досить високим ступенем проективного покриття його поверхні рослинними рештками.

Завдяки формуванню щільного стеблостою пшениці з осені і періодичним відлигам узимку, атмосферні опади добре вбирались ґрунтом. У посіві озимини за холодний період року відбувалось поповнення запасів продуктивної вологи в шарі 0–150 см (40–60 мм). Достатня вологозабезпеченість посівів навесні створювалася як по чорному (218–224 мм), так і по ранньому пару (216–221 мм). Тобто використання останнього в системі мульчувального обробітку ґрунту забезпечує майже повне (90–92% граничної польової вологоємності) відновлення ресурсів ґрунтової вологи, запаси якої навіть за незначної кількості агрономічно-корисних дощів під час весняно-літньої вегетації рослин гарантують отримання сталого врожаю зерна і дають змогу уникнути згубного впливу посухи.

У середньому за роки досліджень весняні вологозапаси в шарі 0–150 см під ярим ячменем за оранки становили 201, за мульчувального ґрунтообробітку — 200 мм, під соняшником — відповідно 183 та 180 мм. Різниця в показниках між варіантами не перевищувала 4–7 мм за м’якої зими, періодичних відлиг, незначного промерзання й швидкого відтавання ґрунту навесні. Перевагу оранки в додатковому накопиченні води спостерігали в роки з морозною сніжною зимою, повільним і тривалим сніготаненням. А безполицеве розпушування давало кращі результати за недобору нормативної суми опадів упродовж грудня — лютого, за зими без наявності снігового покриву та в умовах активного вітрового режиму. Підвищена акумулятивна й вологозберігаюча здатність стерньового агрофону зумовлені меншою площею випаровувальної поверхні, наявністю захисного екрану й збереженням природного «дренажу» після відмирання коренів попередньої культури.

Фор­му­ван­ня про­дук­тив­ності рос­лин за різних си­стем об­робітку в досліді відбу­ва­лось за на­леж­но­го вихідно­го зво­ло­жен­ня ґрун­ту й ко­ри­гу­ва­лось су­купним впли­вом фак­торів сівозміни та удо­б­рен­ня. Так, за розміщення озимої пшениці по соняшниковому пару варіанти оранки і мілкого розпушування скиби за врожайністю зерна виявились рівноцінними між собою (6,31–6,60 та 6,30–6,66 т/га відповідно). Натомість у варіанті вирощування озимини по стерньовому передпопереднику різниця в показниках на користь полицевого обробітку в середньому становила 0,17–0,25, а в окремі роки досягала навіть 0,28–0,56 т/га.

Одним із вірогідних пояснень цього явища можна вважати погіршення азотного живлення рослин навесні внаслідок іммобілізації та низхідної міграції нітратів (особливо за дощової прохолодної погоди), оскільки запаси N–NO3 в орному шарі під озиминою за мілкого ґрунтообробітку у фазі весняного кущення були на 6,4–11,1% менші порівняно із варіантами зябу. У такому разі підживлення озимини селітрою має бути обов’язковим агроприйомом, який знижує ймовірність закріплення азотних сполук мікробним комплексом і створює передумови для інтенсивного перебігу нітрифікації. Підтвердженням цієї тези слугує факт підвищення на фоні мульчування ефективності азотних добрив, від застосування яких у середньому отримано прибавку врожаю зерна 0,28 т/га проти 0,20 т/га — у варіанті із застосуванням оранки.

Ймовірною причиною зниження продуктивності озимої пшениці по стерньовому ранньому пару може бути також негативний вплив кореневих гнилей. Ступінь ураження рослин збудниками цієї хвороби за мульчувального обробітку в досліді був вищий, аніж за полицевого, і досягав 11–12%.

Показово, що азотне підживлення рослин озимини на п’ятому етапі органогенезу (фаза трубкування) забезпечило отримання продовольчого зерна 3-го класу в п’яти випадках із шести. Натомість на фоні без добрив вірогідність одержання якісної продукції в дослідах не перевищувала 33%, що є неприйнятним, зважаючи на цінність попередника. Навіть вилягання посівів, яке відзначали в окремі роки на удобрених ділянках, суттєво не погіршувало базові показники якості зерна. Згідно з усередненими даними, внесення N30–60 дало змогу підвищити вміст білка в зерні від 10,2 до 11,7%, клейковини — від 18 до 24%. Таке поліпшення якості зерна дало змогу зарахувати його до третього класу (проти шостого — без внесення азотних добрив), що свідчить про доцільність коригування азотного живлення озимої пшениці в паровому полі за допомогою ґрунтового тестування з урахуванням динаміки водного режиму чорнозему, біології рослин та факторів погоди.

У зерно-паро-просапній сівозміні за рівнем урожайності насіння соняшнику оранка не мала істотних переваг порівняно з мілким обробітком ґрунту (відповідно 2,30–2,48 та 2,22–2,44 т/га). Відносно тривалий період від початку весняно-польових робіт до сівби олійної культури дає змогу виконати на полі низку технологічних операцій, які забезпечують кришення, розпушування та часткове перемішування ґрунту і, як наслідок, створюють на стерньовому агрофоні сприятливі початкові умови для життєдіяльності мікробних популяцій, розкладання післяжнивних решток і вивільнення іммобілізованих азотних сполук у ґрунтовий розчин.

Підви­щен­ню кон­ку­рен­то­с­про­можності варіантів мінімаль­но­го об­робітку ґрун­ту під час ви­ро­щу­ван­ня олійної куль­тури спри­я­ють ши­ро­ко­ряд­ний спосіб висіву (не­знач­на вірогідність за­би­ван­ня рос­линни­ми решт­ка­ми) та кон­ст­рук­тивні особ­ливості комбіно­ва­них по­ло­зо­подібних сошників сівал­ки СУПН-8, які до­б­ре копіюють мікро­рельєф по­ля, фор­му­ють посівну щіли­ну з твер­дим і рівним насіннєвим ло­жем. Легкі гу­мові при­ко­чу­вальні ко­точки га­ран­ту­ють збе­ре­жен­ня гра­ну­ляр­ності над­насіннєво­го ша­ру, до­стат­ньої для безпе­реш­код­но­го про­су­ван­ня на ґрун­то­ву по­верх­ню со­няш­ни­ко­вих па­ростків.

У зерно-паровій сівозміні за ефективністю впливу на врожайність ярого ячменю мілкий мульчувальний ґрунтообробіток поступався оранці, залежно від фону удобрення, в середньому на 0,31–0,42 т/га. Це явище зумовлене низкою чинників, насамперед місцем розміщення післяжнивних решток. Використання звичайних парових культиваторів типу КПС-4 на тлі великої кількості соломи суттєво погіршувало якість допосівної підготовки поля й сівби, при цьому частка насіння, загорнутого в ґрунт сівалкою СЗ-3,6 на меншу глибину від заданої, досягала 37–42%. За наявного технічного супроводу технологічних процесів важко створити посівний шар з оптимальною структурою і будовою ґрунту. За посушливої погоди він швидко втрачає вологу, що призводить до затримки проростання насіння та зрідженості сходів. Негативні явища, пов’язані з локалізацією органічної маси попередника в поверхневому (0–5 см) шарі ґрунту, лише частково нівелюються за випадання дощів безпосередньо після сівби ярого ячменю або коли опади збігаються в часі з критичними періодами водоспоживання зернофуражної культури.

Зни­жен­ня вро­жаю за муль­чуваль­но­го ґрун­то­об­робітку по­яснюється та­кож гіршим фіто­санітарним ста­ном посівів. Пошкодження рослин ячменю личинками хлібної жужелиці та дротяниками в цьому варіанті, порівняно з оранкою, зросло відповідно на 2,9–5,7%, а забур’яненість посівів — у 1,4–1,7 раза. Також є вірогідність інтоксикації ґрунту та рослин унаслідок вивільнення фенолів і кислот у процесі розкладання в обмеженому середовищі соломистих залишків озимини.

Вирішення проблеми полягає, насамперед, в удосконаленні технології вирощування ячменю, зокрема застосуванні навесні культиваторів, конструкція яких обмежує коливання стояків у горизонтальній площині, та використанні сівалок прямої дії. Останні якісно працюють на мілкому мульчувальному агрофоні, рівномірно (за площею і глибиною) загортають насіння у вологий ґрунт, що сприяє одержанню повноцінних сходів навіть за умов швидкого наростання плюсової температури повітря в післявисівний період. Обов’язковими мають бути заходи з оптимізації мінерального живлення рослин і зменшення чисельності шкідливих об’єктів у агрофітоценозі до безпечного рівня.

Загалом зерно-паро-просапна сівозміна з полем соняшнику виявилась продуктивнішою, ніж зерно-парова з полем ярого ячменю: відповідно 3,19– 3,42 та 2,80–3,35 т зернових одиниць (з.о.) з 1 га, (табл.). У першій сівозміні різні системи обробітку ґрунту (полицева, мульчувальна) в межах окремих фонів удобрення за продуктивністю ріллі були тотожні, а в другій — перевагу мав варіант із щорічною оранкою (через погіршення агротехнічних умов вирощування пшениці та ячменю на тлі мілкого загортання післяжнивних решток). Внесення туків сприяло підвищенню продуктивності сівозмін на 5,6–11,7%.

Таким чином, у зерно-паро-просапній сівозміні короткої ротації на фоні використання 4–5 т/га рослинних решток система мульчувального обробітку ґрунту за рівнем урожайності озимої пшениці та соняшнику не поступається традиційній оранці на зяб. У зерно-паровій сівозміні (пар — озима пшениця — ячмінь ярий) мілкий обробіток ґрунту із залученням у колообіг великої кількості соломи спричиняє гальмування процесів нітрифікації, погіршення якості передвисівного ґрунтообробітку, зрідження стеблостою та зниження врожайності зернових колосових культур.

 

А. Гор­ба­тен­ко, В. Су­дак, В. Ча­бан, Л. Де­сят­ник, І. Га­са­но­ва, кан­ди­да­ти с.-г. на­ук,

ДУ Інсти­тут зер­но­вих куль­тур НА­АН Ук­раїни

Журнал «Пропозиція», №3, 2019 р.

Інтерв'ю
З лютого цього року підрозділ Crop Science компанії «Байєр» в Україні очолив Франк Хатке, який водночас займає посаду керівника регіонального маркетингу в країнах Центральної та Східної Європи і нещодавно приїхав у нашу країну з Польщі.... Подробнее
Керівник сектору продажів ГК "БІОНОРМА" Мирослава Мазур
Нещодавно в Києві пройшла виставка «АгроВесна-2019», в якій взяв участь провідний вітчизняний виробник біопрепаратів — група компаній «БІОНОРМА». Про масштаби участі у виставці, її результати та також про те, що викликало найбільший... Подробнее

1
0