ВОЛОГОЗАРЯДЖЕННЯ ЧОРНОЗЕМУ Зерно, 30.05.2021 21:30:00 http://tv_and_press.com/i116806737_d1622410200 Як оптимізувати процеси засвоєння опадів Андрій Горбатенко, кандидат сільськогосподарських наук, Володимир Судак, кандидат сільськогосподарських наук, Володимир Чабан, кандидат сільськогосподарських наук, Наталья Судак, кандидат сільськогосподарських наук, Сергій Семенов, ДУ «Інститут зернових культур НААН України» На полях ІЗК НААН і дослідного господарства «Дніпро» впродовж 1985-2015 рр. вивчали стокорегулювальну та вологонагромаджу вальну ефективність різноманітних способів і глибини основного обробітку ґрунту під час вирощування кукурудзи на рівнині та схилах. Використовували полицеві плуги, діагональні розпушувачі, чизельні культиватори, комбіновані агрегати плоскорізиого типу, важкі дискові борони, щелерізи. Пожнивні рештки попередника подрібнювали під час збирання врожаю та рівномірно розподіляли по полю. Ґрунти-чорноземи звичайні повнопрофільні та еродовані середньо та важко суглинкового гранулометричного складу, що містять в орному шарі 2,3-4,2% гумусу. Однією з важливих складових прибуткової частини водного балансу ґрунту під час вирощування кукурудзи в зоні Степу є вологозапаси, сформовані впродовж зими. Водночас структура їх трансформується двома шляхами: нагромадженням снігу та зміною температури ґрунту, яка безпосередньо впливає на його водопоглинальну здатність і засвоєння опадів. Термічний ефект снігової меліорації залежить головно від потужності й щільності утворюваного екрана. Беручи до уваги, що найбільші коливання температурних показників фіксуються на межі «діяльна поверхня ґрунту-приземний повітряний простір», навіть невеличкий шар снігу (1-2 см) оптимізує мікроклімат чорнозему, різниця температур повітря та ґрунту в такому разі становить 45°С. Сніговий покрив заввишки 5-10 см за короткочасного похолодання збільшує розбіг до 12-14°С, потужністю від 15-20 см до 20-23°С. У наших дослідах сприятливі умови для нагромадження снігу (15,6 см) створювалися за чизельного обробітку ґрунту на глибину 10-27 см, де гребенистість нанорельєфу восени варіювала від 18,3 см у посушливі до 16 см у сприятливі за зволоженням роки, а на поверхні залишалося 320-370 шт./м2 (у перерахунку на умовну стерню) пожнивних решток, 30-35% яких перебувало в напівстійкому чи вертикальному положенні. Ці чинники зумовили зниження швидкості вітру, створювали перешкоди руху снігу, який відкладався в заглибинах і був захищений від видування. У поєднанні з неглибоким промерзанням ґрунту і меншою щільністю його будови в борознах смугове чизелювання акумулювало в шарі 0-150 см до початку весняно-польових робіт 171-201 мм продуктивної вологи (табл. 1). За оранки й дрібного розпушування ґрунту висота снігового покриву, якщо порівнювати з чизельним обробітком, пересічно була меншою на 4,6-5,1 см. Процеси його формування тут чимало залежали від активності вітру (ризик неконтрольованого перенесення снігу та утворення заметів у захисній зоні лісосмуги чи на днищі балки) і коливань температури повітря (утворення льодової кірки призводить до нерівномірного розподілу твердих опадів у межах поля). Темпи відтавання чорнозему та поглинання вологи істотно залежать від стану підстильної поверхні та агрофізичних властивостей орного шару. На замаскованих фонах площа взаємодії талої води з ґрунтом менша, ніж під час оранки та чизелювання, танення снігової маси йде куди повільніше,
відповідно більше вологи втрачається на стікання та випаровування до атмосфери. Водночас зниження некапілярної шпаруватості й наявність ущодненого шару на глибині 10-20 см гальмує швидкість інфільтрації, унеможливлює промочування нижніх горизонтів і скорочує діапазон активної вологи. Зменшення її запасів за дрібного листування може бути пов’язане також із розпиленням ріллі та утворенням диспергованої ґрунтової кірки,яка блокує вбирання води. Наприклад, порівняно з оранкою, де на поверхню виносяться структурні агрегати, й чизелюванням, коли завдяки вібрації стійок знаряддя пилувата фракція сепарується за профілем униз, уміст часток менше 0,25 мм за дрібного дискового розпушування ґрунту збільшується на 8,4-9,9%. Таблиця 1. Нагромадження продуктивної вологи в ґрунті, мм (шар 0-150 см) Сівозміна Основний обробіток ґрунту під кукурудзу Осінь (фон) Весна Приріст за зиму Чорний парпшениця озима-кукурудза на зерно-ячмінь-соняшник (схил) полицевий (25-27 см) 29 159 130 чизельний (10-27 см) 29 171 142 плоскорізний (12-14 см) 29 150 121 Овес-кукурудза на зерноячмінь (рівнина) полицевий (25-27 см) 48 192 144 чизельний (10-27 см) 48 201 153 дисковий (10-12 см) 48 171 123 Чистий пар-пшениця озима-соняшник-ячмінь-кукурудза на зерно (рівнина) полицевий (23-25 см) плоскорізний (14-16 см) 37 181 144 37 185 148 Показово, що водний режим чорнозему в сівозміні короткої ротації погіршувався навіть у разі проведення дрібного дискового обробітку на рівнині через два роки на третій. Надто це помітно за недобору нормативної суми опадів упродовж зимового періоду (менше 120 мм), високої щільності їх випадіння у часі (більш як 30 днів) і критично низьких показниках добового надходження (шар 1-5 мм). Так, абсолютні величини доступної вологи в товщі 150 см до початку квітня з 224 мм у першій ротації знижувалися до рівня 118 мм у другій ротації, що менше, ніж за оранки та чизелювання, на 37-45 мм. До того ж лише 17% її було зосереджено в шарі 100-150 см, що вкрай небажано для кукурудзи, коренева система якої активно освоює нижні (100-200 см) горизонти ґрунту. Негативний вплив дрібного дискування на процеси акумуляції та збереження вологи впродовж прохолодного часу року виявлявся не лише в прямій дії (кукурудза), а й у післядії (ячмінь) незалежно від способу основного обробітку ріллі безпосередньо під зернову колосову культуру (оранка на 20-22 см, безполицеве розпушування на 20-22 см). Наслідків надмірної мінімізації зяблевого обробітку ґрунту на рівнині можна уникнути завдяки його поглибленню до 14-16 см (верхня межа дрібного розпушування ріллі) і заміні важких дискових борін фронтальними комбінованими агрегатами, обладнаними вузькими плоскорізними лапами та пристроями ротаційного типу. З п’яти років досліджень (2011-2015) лише одного разу зареєстровано перевагу оранки в нагромадженні доступної вологи в шарі 0-150 см. Це пояснюється раннім (початок грудня) і глибоким (понад 60 см) промерзанням ґрунту, повільним і тривалим сніготаненням, коли плюсова температура вдень змінювалася на мінусову вночі. За таких умов на дрібнооброблених ділянках утворювалося льодове покриття, яке перешкоджало вбиранню талої води вночі-воно поновлювалося лише в денні часи після танення льоду. Іншими роками мульчувальний агрофон акумулював на 87-167 м'/га продуктивної вологи більше, ніж полицевий. На еродованих схилових землях за низької загальної шпаруватості й структурованості орного шару дрібний обробіток незалежно від типу знарядь (дискові, плоскорізні) істотно гальмує засвоєння вологи опадів. Ґрунт переущільнюється та запливає, оброблений шар швидко переповнюється талою чи дощовою водою, її надлишки втрачаються на стікання. Чимала кількість рідини переходить в плівчасту форму, менш доступну для коренів кукурудзи, ніж капілярна волога. Внаслідок негативних явищ за тривалого мінімального обробітку в стаціонарному досліді спостерігали вкрай нестабільний за роками початковий (весняний) рівень запасів доступної вологи, який пересічно дорівнював 150 мм, а чизельний агрофон (10-27 см) містив 171 мм. Розбіжності за варіантами збільшувалися в разі осіннього висушування ґрунту та багатосніжної зими. За такого сценарію поглиблення основного обробітку істотно збільшує водомісткість орного та глибину промочування коренеактивного шару завдяки наявності вільного порового простору, підвищенню брилуватості й тріщинуватості пласта. На схилах до 5° ефективна технологія на основі деблокувального обробітку ріллі. Її сутність полягає в нарізанні щілин у ґрунті під попередник (пшениця) і подвійному (восени та навесні) розкриванні їх завдяки смуговому витісненню блокувального верхнього шару із зайнятого об’єму в гребені. Цього разу формуються борозни, що спрямовують талі й дощові води в щілини. Створення
системи борозен за зяблевого обробітку під кукурудзу здійснюють важкими чизельними культиваторами типу Conser Till Plow, HORSCH Tiger MT, Cultiplow Gold. На суглинковому чорноземі щілина, армована коренями рослин, зберігала пухку будову в нижній частині до трьох років. А верхній шар, що блокує вбирання води, по оранці становив 25-27 см, по чизелюванню не перевищував 10-12 см, що дало змогу нагромадити додатково впродовж зими 220 м3/га доступної вологи. Навесні перша культивація міжрядь підсилювала реальну водопроникність ґрунту під час дощів у першому випадку на 0,18, у другому-на 0,32 мм/хв. Однак кращий результат з погляду розкривання щілинних трас і засвоєння опадів дістали за підгортання рослин у рядках. Агрозахід забезпечив приріст запасів вологи в шарі 0-100 см 35,8 мм і підвищення врожайності на 0,45 т/га (табл. 2). Висновки Взимку обсяги нагромадження продуктивної вологи (шар ґрунту 0-150 см) за вирощування зернової кукурудзи після стерньових попередників у сівозмінах короткої ротації поряд із чинником погоди визначаються способом і глибиною зяблевого обробітку ріллі. Найвищу водоакумулятивну здатність забезпечує стрічкове чизелювання (10-27 мм), що утворює хвилястий нанорельєф і стерньовий екран на полі. З погляду регулювання стікання та нагромадження вологи дрібне дискування на 10-12 см (рівнина) і плоскорізне розпушування пласту на 12-14 см (схил) виявилися неефективними. Оптимізувати процеси засвоєння опадів узимку на повнопрофільних чорноземах можна завдяки поглибленню плоскорізного обробітку до 14-16 см, на еродованих ґрунтах-завдяки деблокуванню раніше нарізаних щілин (під попередник) знаряддями чизельного типу. Таблиця 2. Ефективність деблокувального обробітку ґрунту на схилах Показники Розмірність Обробіток ґрунту під кукурудзу оранка (25-27 см) чизелювання (10-27 см) Стікання талих вод за модуля 15,1 л/с/га мм 8.4 0,4 Каламутність стікання г/л 56.2 6,4 Вміст продуктивної вологи в шарі ґрунту 0-100 см (весна) мм 108 130 Поповнення запасів доступної вологи в ґрунті під час зливи (шар 50 мм, інтенсивність 3,5 мм/хв) мм 11.6 35,8 Урожайність зерна кукурудзи т/га 5,3 5,75