Ефективність систем обробітку чорноземів опідзолених у ланці зерно-просапної сівозміни правобережного Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТІТУТ ЗЕМЛЕРОБСТВА

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

УДК 631.51:631.582:551.5

ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ОБРОБІТКУ ЧОРНОЗЕМІВ ОПІДЗОЛЕНИХ У ЛАНЦІ ЗЕРНО-ПРОСАПНОЇ СІВОЗМІНИ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

06.01.01 - загальне землеробство

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

КИРИЛЮК ВІКТОР ПЕТРОВИЧ

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Хмельницькій державній сільськогосподарський дослідній станції Української академії аграрних наук та Інституту землеробства УААН протягом 1997-2000рр.

Науковий керівник - доктор сільськогосподарських наук, професор, Малієнко Анатолій Митрофанович, завідувач лабораторії обробітку ґрунту і боротьби з бур'янами Інститут землеробства УААН .

Офіційні опоненти - доктор сільськогосподарських наук, професор Танчик Семен Петрович, директор Інституту рослинництва, грунтознавства та екології Національного аграрного університету

кандидат сільськогосподарських наук Шикітка Василь Лукич, старший науковий співробітник Інституту землеробства і тваринництва західного регіону УААН.

Провідна установа: Білоцерківський державний аграрний університет Міністерства АП України

Захист відбудеться „ 28 ” жовтня 2003 р. о 12 годині на засіданні Спеціалізованої вченої ради Д 27.361.01 при Інституті землеробства УААН

Відгуки на автореферат в двох примірниках, завірені печаткою, просимо надсилати за адресою: 08162, смт.Чабани Києво-Святошинського району Київської області, Інститут землеробства УААН, вченому секретареві Спеціалізованої вченої ради.

З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту землеробства УААН. сівозміна цукровий буряк бур'ян

Автореферат розісланий "__15___"__вересня _2003 року

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук Л.О. Кравченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Сучасні системи обробітку ґрунту повинні не тільки створювати умови для підвищення продуктивності сільськогосподарських культур, але й забезпечувати стабілізацію родючості ґрунту за мінімальних витрат енергетичних ресурсів.

Однією із головних причин значних коливань урожайності на сьогодні є зниження потенційної родючості ґрунту внаслідок надмірного фізичного впливу на нього шляхом при багаторазового обробітку, зокрема з обертанням скиби.

Пріоритетним завданням вітчизняного землеробства є припинення деструктивних процесів в ґрунті, стабілізація та підвищення його родючості шляхом розробки й впровадження систем раціонального ресурсоощадливого обробітку.

Актуальність теми. В умовах України виконаний значний обсяг науково-дослідних робіт по вивченню ефективності способів основного обробітку ґрунту (Ф.А.Попов, А.М.Малієнко, О.Г.Тараріко, М.К.Шикула та інші). Однак на Поділлі питання основного обробітку, що пов'язані з грунтопоглибленням (плуг-чизель, пара плуг) у порівнянні з загальноприйнятими технологіями обробітку ґрунту при їх постійному застосуванні під усі культури сівозміни та комбінованому в поєднанні з оранкою вивчені недостатньо. Актуальним для зони високого рівня зволоження є визначення впливу таких систем обробітку, на його водно-фізичні властивості, потенційну та ефективну родючість, ступінь забур'яненості посівів. Особливо актуальним є розробка ефективних заходів боротьби з бур'янами при догляді за посівами, що дасть можливість збільшити продуктивність та покращити якість культур зерно-просапної сівозміни, та підвищити ефективність технологій їх вирощування.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження по темі дисертаційної роботи проводились відповідно до науково-технічної програми на 1996-2000 рр. „Землеробство”, підпрограма „Системи землеробства в зоні Лісостепу та Полісся”, завдання 03 „Розробити системи обробітку ґрунту й боротьби з бур'янами в зональних ґрунтозахисних, енергозберігаючих системах землеробства в умовах багатоукладної аграрної економіки” і тематичних планів Хмельницької ДСГДС (№ держреєстрації 01960018763).

Мета і задачі дослідження. Мета роботи полягає у науковому обґрунтуванні, розробці та впровадженні оптимальних систем обробітку ґрунту в ланці сівозміни: горох - озима пшениця - цукрові буряки в зоні достатнього зволоження правобережного Лісостепу України, та окремих питань щодо строків здійснення основного обробітку, опрацюванні ефективних заходів контролю шкідливої дії бур'янів у посівах.

Для реалізації цієї мети було поставлено на вирішення такі питання:

визначити зміни основних показників родючості ґрунту - вмісту гумусу, водно-фізичних властивостей, біогенності орного шару, поживного режиму залежно від системи основного обробітку ґрунту;

встановити вплив різних систем, заходів і строків проведення післяпосівного обробітку ґрунту на забур'яненість посівів;

вивчити особливості росту і розвитку культур ланки сівозміни з горохом, озимою пшеницею, цукровими буряками під впливом систем основного обробітку ґрунту та окремих заходів по догляду за посівами;

визначити урожайність та якість продукції залежно від систем основного обробітку ґрунту;

визначити економічну та енергетичну ефективність систем основного обробітку ґрунту, строків його проведення та заходів боротьби з бур'янами.

Об'єкт дослідження - система заходів основного обробітку ґрунту в ланці зерно-бурякової сівозміни, строки і способи обробітку та заходи контролю шкідливої дії бур'янів.

Предмет дослідження - чорнозем опідзолений, горох, озима пшениця, цукрові буряки, бур'янові ценози посівів, ґрунтообробна техніка.

Методи досліджень - польовий стаціонарний та тимчасові досліди з використанням візуального та вимірювально-вагового - для встановлення фенологічного стану культурних рослин і угрупувань бур'янів, їх ботанічного складу, густоти, структури врожаю та продуктивності і аналітичного - для визначення біохімічного складу продукції та її поживності, агрохімічних і агрофізичних властивостей ґрунту; математико-статистичний - для оцінки достовірності отриманих результатів; економіко-математичний - для встановлення економічної та енергетичної ефективності застосування систем та способів обробітку ґрунту.

Наукова новизна одержаних результатів полягає у встановленні в умовах північно-західного Лісостепу України стабільності гумусового стану під впливом тривалого застосування систем обробітку ґрунту, що відрізняються глибиною, способами здійснення, та різними схемами поєднання в зерно-буряковій сівозміні оранки, безполицевого розпушення, дискування; визначені балансу гумусу і основних елементів живлення рослин, здвигу показників кислотності ґрунту у часі; встановленні загальних закономірностей формування конкурентних відносин між культурними рослинами і бур'янами та шкодочинності останніх залежно від систем основного обробітку, строків та способів його здійснення; доведенні переваги комбінованої системи основного обробітку, що поєднує оранку під горох на 20-22 см, дискування на 10-12 - під озиму пшеницю, чизельне розпушування на 35-40 см - під цукрові буряки; розробленні принципово нового ефективного агротехнічного заходу контролю забур'яненості в посівах гороху; оцінці агротехнічних та економічних наслідків перенесення основного обробітку ґрунту під цукрові буряки на весну.

Практичне значення одержаних результатів полягає в обґрунтуванні та розробці оптимальної системи обробітку ґрунту, що дає можливість стабілізувати рівень родючості ґрунту, проявляє високий ефект у зниженні шкодочинності бур'янів, зменшує енергетичні витрати і забезпечує одержання стабільних врожаїв гороху (26,4 ц/га), озимої пшениці (50,9 ц/га) та цукрових буряків (411 ц/га) з високими показниками технологічної якості.

Основні результати досліджень у 2001-2002 pp. впроваджено в дослідному господарстві "Пасічна" Старосинявського району Хмельницької області на площі 750 га.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота є самостійним дослідженням здобувача. Автором розроблена програма, проведені дослідження, аналіз і узагальнення фактичного матеріалу, формулювання основних положень та висновків дисертації.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на науково-технічній раді Хмельницької ДСГДС щорічно, на конференції молодих вчених „Наукові основи виробництва цукрових буряків та інших культур бурякової сівозміни в сучасних економічних і екологічних умовах" (Київ, 1998 p.), на науково-практичному семінарі молодих вчених та спеціалістів „Вчимося господарювати" (Київ, 1999 p.) міжнародній науково-практичній конференції „Землеробство XXI століття - проблеми та шляхи вирішення" (Київ, 1999 р.), на засіданнях лабораторії обробітку ґрунту та боротьби з бур'янами Інституту землеробства УААН (1998-2000 pp.).

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 15 наукових праць, в тому числі 6 статей у фахових виданнях.

Структура і обсяг роботи. Дисертація складається із вступу, семи розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел та додатків. Викладено на 203 сторінках, включає 45 таблиць, 13 рисунків, 36 додатків. Список використаної літератури налічує 345 джерел, з яких 22 надруковано латинським шрифтом.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Головні напрямки удосконалення систем основного обробітку ґрунту (огляд літератури)

У розділі подається короткий огляд літератури з питань історичного розвитку, сучасного стану та перспектив удосконалення заходів та систем основного обробітку ґрунту. Розглядається всебічний вплив різних систем основного обробітку на основні елементи родючості ґрунту, забур'яненість посівів і боротьба з бур'янами, урожайність та якість культур, економічна та енергетична ефективність їх вирощування при різних обробітках.

Умови, програма і методика досліджень

Польові та лабораторні дослідження проводились на Хмельницькій державній обласній сільськогосподарській дослідній станції, що розташована в північно-західному Лісостепу України упродовж 1997-2000 pp.

Ґрунт дослідного поля - чорнозем опідзолений середньо-суглинковий слабозмитий з вмістом гумусу в орному шарі 3,2%. Сума ввібраних основ - 33,8, гідролітична кислотність - 2,52 мл/екв.на 100 г ґрунту, рН сольової витяжки - 6,4. Вміст рухомих фосфору і обмінного калію (за Чиріковим) - 19,6 та 7,2 мг/100 г ґрунту.

Клімат району помірно-континентальний. За багаторічними даними сума позитивних температур повітря вище 10° С складає за рік не більше 2600°С.

У розділі подається короткий огляд літератури з питань історичного розвитку, сучасного стану та перспектив удосконалення заходів та систем основного обробітку ґрунту. Розглядається всебічний вплив різних систем основного обробітку на основні елементи родючості грунту, забур'яненість посівів і боротьба з бур'янами, урожайність та якість культур, економічна та енергетична ефективність їх вирощування при різних обробітках.

Величина ГТК становить 1,4. Тривалість безморозного періоду 155-160 днів, опадів випадає за рік 580 мм, а за період вегетації - 380 мм.

В цілому роки проведення досліджень були типовими для зони і сприятливими для вирощування більшості сільськогосподарських культур.

Дослідження проводились у стаціонарному досліді, що являє собою десятипільну зерно-просапну сівозміну з наступним чергуванням культур: 1) горох, 2) озима пшениця, 3) цукрові буряки, 4) ячмінь + конюшина, 5) конюшина, 6) озима пшениця, 7) цукрові буряки, 8) кукурудза на силос, 9) озима пшениця, 10) кукурудза на зерно.

Стаціонарний дослід було закладено у 1989 році. Об'єкт досліджень - ланка сівозміни: горох - озима пшениця - цукрові буряки.

Площа облікової ділянки - 80 м², повторність - чотириразова.

Система удобрення складала: для гороху - N₃₀Р₄₀K₄₀; озимої пшениці N₃₀ + N₄₀Р₆₀K₇₀; цукрових буряків 60 т/га гною + N₁₁₀Р₈₀K₄₀. Застосування пестицидів характерне для сучасного землеробства. Технологія вирощування культур загальноприйнята для зони.

Програма досліджень передбачала вивчення семи систем основного обробітку ґрунту: 1) полицева (контроль), в якій проводили різноглибинну оранку під усі культури за винятком поверхневого дискового на 10-12 см під озиму пшеницю; 2) чизельна - чизельний різноглибинний під усі культури та поверхневий дисковий обробіток на 10-12 см під озиму пшеницю; 3) комбінована -1 включала полицевий обробіток під цукрові буряки на 27-30 см, чизельний на 35-40 см під інші культури та поверховий дисковий на 10-12 см під озиму пшеницю; 4) комбінована-2 -чизельний під цукрові буряки на 35-40 см, полицевий під інші культури, дискування під озиму пшеницю; 5) плоскорізна - плоскорізний різноглибинний обробіток під усі культури, дискування на 10-12 см - під озиму пшеницю; 6) параплужна - параплужний різноглибинний та дискування на 10-12 см під усі культури; 7) поверхнева - поверхневий дисковий на 10-12 см під усі культури. Знаряддя, що використовувались: плуг ПЛН-3-35, плуг-чизель ПЧ-2,5, плоскоріз КПГ-2-150, параплуг ПРПВ - 5-50, диски БДТ - 7.

Проведено додатково три короткочасних польових досліди.

Завданням досліду 1 було: на посівах гороху визначити ефективність боротьби з бур'янами та вплив на урожайність досходового розпушення ґрунту (підрізання) паровим культиватором КПС-4 на глибину 5-6 см нижче глибини заробки насіння під час його кільчення за методикою А.М.Малієнка (1999). Схема досліду дана в таблиці 4.

В досліді 2 вивчалась залежність забур'яненості посівів озимої пшениці при різних строках проведення оранки, дискування та їх поєднання. Оранка і перший строк дискування приводять відразу після збирання гороху, а наступні - через кожні 10 днів. На всіх варіантах досліду проводилась передпосівна культивація, посів проводився на всіх варіантах 20 вересня. Схема досліду представлена в таблиці 5.

Завданням досліду 3 було визначення можливості перенесення основного обробітку грунту під цукрові буряки на весну при його проведенні різними безполицевими знаряддями в порівнянні з оранкою. Схема досліду подана в таблиці 6.

Програма аналізів і спостережень передбачала визначення наступних показників: об'ємна маса по М.А.Качинському до глибини 40 см, вологість грунту - термостатно-ваговим методом М.І.Петрун до глибини 100 см.

Динаміка поживних речовин визначалась відповідно загальноприйнятим методикам: вміст нітратного азоту - на ІЧ - аналізаторі NIR-SYSTEM 4500, азоту, що легко гідролізується - за Корнфілдом; рухомого фосфору і обмінного калію методом Чирікова в одній витяжці, загального гумусу - методом Тюріна, рН сольової витяжки - потенціометричним методом; гідролітичну кислотність - методом Каппена-Гільковіця; суму ввібраних основ - за методом Каппена. Для визначення балансу NPK під час збирання в рослинах визначали загальний азот, фосфор і калій. Вміст цукру у коренях буряків визначали поляриметричним методом. Біологічну активність ґрунту визначали за методом В.І.Штатнова. Баланс поживних речовин розраховували за методикою І.Г.Захарченка та ін.

Оцінку метеорологічних умов проведено на підставі даних метеопоста Хмельницької ДСГДС і Хмельницької метеорологічної станції. Розрахунки витрат антропогенних ресурсів при вирощуванні культур ланки сівозміни проводили на основі методик В.М.Володіна, А.К. Медведовського та П.І.Іваненка. Динаміка росту і розвитку рослин та облік урожайності - по Б.А.Доспехову. Визначення забур'яненості посівів проводилось кількісно-ваговим методом, потенційної забур'яненості - пророщуванням у кюветах та відмиванням насіння із ґрунту на ситах. Математичну обробку результатів досліджень проводили з використанням дисперсійного і кореляційного аналізів згідно методики польового досліду у викладенні Б.А.Доспехова.

Вплив систем основного обробітку грунту на ґрунтові умови вирощування культур

Фізичні властивості ґрунту. Багатьма дослідженнями встановлено, що щільність ґрунту суттєво впливає на хід хімічних і біологічних процесів, створює певні умови росту і розвитку рослин (Б.А.Доспехов, Ф.А.Попов, І.П.Котоврасов, В.В.Медвєдєв).

Нами за роки досліджень встановлено, що щільність ґрунту та структурно-агрегатний склад при всіх способах обробітку характеризувались як сприятливі для росту та розвитку культур ланки сівозміни (рис.1). Однак внаслідок тривалого застосування різних систем найменша щільність ґрунту в шарі 0-40 см була при чизелюванні. Деякому підвищенню відносно контролю (оранки) в шарі 20-40 см сприяв поверхневий обробіток. У зв'язку з цим в роки з високою кількістю опадів і особливо навесні це призводило до застою води в мікропониженнях.

Найменша бриластість при сівбі культур відмічена при поверхневому обробітку ґрунту, кількість брил діаметром більше 5 см становила 4%. Підвищення глибини безполицевого обробітку, особливо параплугом збільшувало бриластість до 6-7%. Висока бриластість супроводжувалась зниженням густоти сходів культур.

Вологість ґрунту при різних системах його обробітку. Визначення режиму вологи під культурами сівозміни показало, що на горосі під час сходів краща забезпеченість вологою склалась по оранці, для озимої пшениці - по поверхневому та плоскорізному обробітках під попередник, для цукрових буряків - по оранці.

В цілому по ланці кращий режим зволоження створювався за комбінованої системи обробітку ґрунту з оранкою під горох, поверхневим дисковим обробітком під озиму пшеницю, чизельним - під цукрові буряки. Порівняно до постійної оранки в середньому по ланці сівозміни перевага комбінованого обробітку складала - 22 мм, або 20%.

Забур'яненість посівів. Шкідлива дія бур'янів у значній мірі визначається рівнем потенційної забур'яненості ґрунту, розподілом насіння бур'янів по профілю, що обробляється, динамікою їх проростання у часі, особливостями росту і розвитку конкуруючих з ними польових культур, комплексом агротехнічних заходів, включаючи заходи обробітку ґрунту.

Визначення потенційної забур'яненості ґрунту шляхом відмивання насіння бур'янів свідчить про певну перевагу оранки. За систем оранки, плоскорізного обробітку, дискування кількість насіння бур'янів в 0-30 см шарі складала відповідно 278 (100%), 375 (135%), 405 (140%) тис.шт./м².

Потенційна забур'яненість верхнього 0-5 см шару, котра в найбільшій мірі визначає актуальну забур'яненість посівів ще у більшій мірі свідчить на користь оранки. На тих же варіантах кількість бур'янів на м² у відносних одиницях складала 100, 226 і 262%. Інший, застосований нами, метод оцінки потенційної забур'яненості шляхом спостереження у польових умовах за появою сходів бур'янів протягом вегетації із відібраних на варіантах стаціонарного досліду ґрунтових зразків у цілому підтверджує ці закономірності. В той час зазначений метод фіксує меншу різницю у потенційній забур'яненості грунту на варіантах оранки і безполицевого обробітку.

Формування актуальної забур'яненості посівів гороху, озимої пшениці, цукрових буряків (табл.1) підтверджує загальну закономірність, що визначилась при оцінці показників потенційної забур'яненості ґрунту. Остання полягає в тому, що за систем безполицевого обробітку ґрунту створюється більш напружена ситуація для прояву шкідливої дії бур'янів у посівах польових культур, так і по сівозміні в цілому (рис.2) останнє узгоджується з даними більшості вітчизняних і зарубіжних авторів.

Таблиця 1 Забур`яненість посівів в ланці сівозміни залежно від систем обробітку грунту (1997-1999 рр.)

Системи обробітку	Кількість бур`янів в середньому за вегетацію культур, шт/м2
	Горох	Озима пшениця	Цукрові буряки
	сходи	збирання	сходи	збирання	сходи	збирання
Полицева	236	100	76	58	353	9
Чизельна	331	177	93	51	646	26
Комбінована з перевагою чизелювання	352	172	98	50	413	32
Комбінована з перевагою оранок	209	83	110	57	481	39
Плоскорізна	397	161	132	62	594	35
Параплужна	448	131	133	39	426	26
Поверхнева	860	179	144	44	570	33

Серед визначених показників найбільш інформативним є співвідношення в посівах вегетативної маси культурних рослин і бур'янів.

Результати цих спостережень показали, що в посівах гороху при всіх способах обробітку шкодочинність бур'янів була приблизно однаковою і знаходилась в межах 24-27%. Це дає можливість зробити висновок, що вегетативна маса гороху на різних варіантах в основному залежала від ґрунтових умов їх вирощування.

На озимій пшениці зменшення маси культурних рослин під впливом бур'янів було найменш істотним - 5-14%. Причому, на комбінованому обробітку з перевагою оранки в сівозміні воно складало всього 8%, а при дискуванні було вдвічі вищим.

На цукрових буряках шкодочинність бур'янів була самою високою і знаходилась у варіантах досліду в межах 51-58%. Причому, як і в полі озимої пшениці вона була найменшою при комбінованій системі з перевагою оранки.

Таким чином, оцінка шкідливої дії бур'янів в посівах характеризує озиму пшеницю як найбільш конкурентоспроможну, значно поступається їй горох та найменш конкурентоспроможною культурою є цукрові буряки. В той же час на всіх культурах відносно цього показника визначилась загальна закономірність більш високої стійкості польових фітоценозів у системах обробітку ґрунту, де періодично запроваджується оранка або її поєднання з чизельним розпушуванням (табл.2). Найменша конкурентоспроможність культур ланки сівозміни була на варіанті дискування.

Вплив систем основного обробітку на родючість ґрунту

Удосконалення способів обробітку ґрунту дає можливість регулювати практично всі ґрунтові процеси, створювати сприятливі умови для розвитку рослин і забезпечувати високу ефективність застосування добрив (А.М.Малієнко).

Фізико-хімічні властивості ґрунту. Важливим фактором родючості ґрунту є реакція середовища. Більшість сільськогосподарських культур і корисних мікроорганізмів розвиваються лише при слабокислій або нейтральній (рН 6-7), реакції ґрунтового середовища (Г.А.Мазур).

За останні роки чисельними авторами встановлено порушення балансу кальцію в зв'язку із застосуванням мінеральних добрив.

За десять років (1983-1999 pp.) по всіх варіантах (системах) обробітку спостерігалось закономірне підкислення ґрунту у всьому орному шарі. Показник рН зменшився з 6,43 до 5,71, гідролітична кислотність (Нг) зросла з 2,6 до 3,54, сума вбірних основ (S) зменшилась із 33,67 до 27,5 мг.екв. на 100 г ґрунту, ступінь насичення основами (V) зменшилась із 93 до 88%. Це свідчить про те, що для підтримки сприятливих фізико-хімічних властивостей чорнозему опідзоленого незалежно від способів обробітку ґрунту потрібно проводити вапнування.

Біологічна активність ґрунту. Виділення СО₂ з ґрунту розглядають як один з головних показників загальної біологічної активності. Інтенсивність виділення CO₂ з ґрунту характеризує інтенсивність трансформації органічних решток від чого залежить гумусний стан та поживний режим ґрунтів (Е.Н.Мішустін, Б.М.Макаров).

При визначенні впливу способів обробітку на інтенсивність "дихання" ґрунту під всіма культурами сівозміни встановлено, що найбільш активно цей процес відбувався на всіх варіантах досліду під цукровими буряками, під які вносили гній. Високий рівень біологічної активності свідчить про значну мінералізаційну здатність чорнозему опідзоленого.

Таблиця 2 Особливості конкурентних відносин між культурами і бур`янами залежно від систем основного обробітку грунту в середині вегетації (1997-1999рр.)

Системи обробітку грунту	Маса куль-тури, що роз-вивається без впливу бур`я-нів, г/м2	Маса куль-тури при су-місному роз-витку з бур`я-нами, г/м2	Маса бур`янів при сумісному розвитку з культурою, г/м2	Зменшення маси куль-турних рос-лин при за-бур`янених посівах, %	Співвідношення мас куль-тури і бур`я-нів
Горох
Полицева	418	304	445	27	0,68
Чизельна	410	313	515	24	0,61
Комбінована 1 (чизельна)	410	311	528	24	0,59
Комбінована 2 (оранка)	491	363	508	26	0,71
Плоскорізна	405	308	594	24	0,52
Поверхнева	400	296	525	26	0,56
Озима пшениця
Полицева	2520	2330	96	8	24,3
Чизельна	2250	2050	110	9	18,6
Комбінована 1 (чизельна)	2450	2330	150	5	15,5
Комбінована 2 (оранка)	2530	2340	90	8	26,0
Плоскорізна	2470	2120	80	14	26,5
Поверхнева	2220	1970	270	11	7,3
Цукрові буряки
Полицева	691	339	482	51	0,70
Чизельна	776	369	419	52	0,86
Комбінована 1 (чизельна)	714	299	436	58	0,68
Комбінована 2 (оранка)	774	367	490	53	0,75
Плоскорізна	657	276	502	58	0,55
Поверхнева	590	294	489	50	0,60

Примітка: під озиму пшеницю поверхневий дисковий обробіток.

Встановлено, що під всіма культурами інтенсивність дихання підвищувалась по мірі збільшення глибини обробітку. Найбільш високою вона була як у прямій дії, так і в післядії на варіантах з чизельним розпушенням до 40 см (155-473 мг/СО₂ м²/час), найменшого - при дискуванні на 10-12 см (70-322 мг/СО₂ м²/час).

Зміна вмісту гумусу в ґрунті під впливом систем основного обробітку. Органічні речовини - гумус є енергетичною базою біологічних процесів, джерелом доступних для рослин основних макро- і мікроелементів, фізіологічно активних речовин, є основою агрофізичних властивостей ґрунту (А.М.Ликов).

При визначенні змін вмісту гумусу встановлено, що за роки досліджень на всіх варіантах досліду визначена тенденція до його зменшення. Так у 1989 році його вміст складав 3,19, а в 1999 - 3,14%. Не встановлено впливу способів обробітку ґрунту на вміст гумусу в шарі, що обробляється. Це пояснюється високою мінералізаційною здатністю чорнозему опідзоленого та характерної для зони з високим рівнем зволоження, міграції органічних сполук вниз по профілю ґрунту.

Поживний режим ґрунту. При вивченні залежності поживного режиму ґрунту від різних способів обробітку встановлено, що особливо помітно вони впливають на вміст елементів живлення.

Визначення азотного режиму ґрунту під культурами ланки сівозміни протягом їх вегетації в 1997-1999 роках показало, що вміст загального, легкогідролізованого та мінерального азоту залежав від рівня біологічної активності, а саме найбільш напруженим він був при дискуванні.

Визначення вмісту загального азоту показало, що його кількість в шарі 0-40 см при полицевому, чизельному та плоскорізному обробітках була практично на одному рівні - 9030-9300кг/га. Підвищенню його вмісту на 510 кг або 6% сприяла комбінована система обробітку.

Поверхневий постійний обробіток супроводжувався зменшенням вмісту загального азоту відносно оранки на 8%, що відбувалося за рахунок його меншої кількості в шарі 20-40 см.

Запаси фракції азоту, що легкогідролізується на варіантах досліду в шарі 0-40 см були в межах 1173-1122 кг/га і тільки мілкий обробіток супроводжувався зменшенням її кількості на 87кг/га або 7%, при цьому ж обробітку вміст мінерального азоту був на 5% меншим, ніж при оранці.

Отже, при постійних полицевому, чизельному, плоскорізному обробітках азотний режим ґрунту складався практично однаково, його покращенню сприяла комбінована система обробітку, тобто проведення чизелювання або оранки під просапні та обробіток без обертання скиби під інші культури сівозміни. Найбільш напружено він складався при постійному обробітку дисками.

Вміст рухомого фосфору у 0-40 см шарі при всіх способах обробітку був дуже високим: 20-39мг/100 г ґрунту. При безполицевих обробітках ґрунту прослідковується незначна диференціація орного шару по вмісту в ґрунті Р₂О₅, що проявляється в збільшенні його кількості в шарі 0-10 см.

Кількість обмінного калію при всіх способах обробітку була практично на одному рівні - 8-9мг/100 г ґрунту, що відповідає нормі.

Розрахунки балансу елементів живлення виявили дефіцит азоту. Рівень дефіциту визначався продуктивністю культур в сівозміні. Найбільш значним він був у варіантах з комбінованою системою обробітку ґрунту і складав 128 кг/га, найменшим - при постійному плоскорізному та поверхневому обробітках - 6-23 кг/га.

Баланс фосфору і калію - позитивний із значним надлишком.

Таким чином, рівень забезпечення азотом був недостатнім при всіх способах обробітку ґрунту. Забезпеченість фосфором незалежно від способів обробітку була високою і калію - достатньою. Внаслідок високого рівня зволоження в умовах західного Лісостепу та значної активності мінералізаційних процесів у чорноземі опідзоленому не встановлено чіткої диференціації орного шару під впливом довготривалого застосування безполицевого обробітку за показниками родючості ґрунту.

Вплив основного обробітку на продуктивність культур ланки сівозміни

Ріст і розвиток культур. Особливість впливу обробітку на формування урожаю полягала в тому, що при безполицевих обробітках поява сходів відбувалась на 2-3 дні раніше, ніж при оранці, при цьому забезпечувався більш високий стартовий ріст рослин за рахунок концентрації добрив у верхньому шарі ґрунту. Однак при поверхневому дисковому обробітку, внаслідок застою води в мікропониженнях на весні, спостерігалось зрідження посівів, як наслідок - підвищення забур'яненості.

Вплив обробітку ґрунту на продуктивність ланки сівозміни. Горох - культура, що найбільш чутливо реагує на водно-фізичний стан шару ґрунту, що обробляється. Тому в роки досліджень найвищу врожайність отримано по оранці. При безполицевих обробітках зменшення урожаю відносно оранки складало 8-11%, особливо значним воно було при параплужному обробітку внаслідок високої бриластості, яка призводила до зменшення густоти посіву.

Озима пшениця. Безпосередньо під озиму пшеницю по всіх варіантах досліду проводився поверхневий дисковий обробіток, тому високої різниці по урожайності між ними не встановлено. Однак за комбінованої системи обробітку із чизелюванням до 40 см під цукрові буряки, а також при поєднанні у сівозміні плоскорізного обробітку до 30 см та поверхневого дискового отримано приріст урожаю 7%, порівняно з полицевою системою, що пояснюється післядією порушення плужної "підошви" чизелем і концентрацією при безполицевих обробітках факторів родючості у верхньому шарі ґрунту.

Цукрові буряки. Найбільш ефективним способом обробітку ґрунту під цукрові буряки є чизельне розпушування на 35-40 см. Це пояснюється кращими ґрунтовими умовами, що створює чизель: збільшенням потужності розпушеного шару, поліпшенням водного, повітряного та азотного режимів ґрунту (табл.3).

Таблиця 3 Урожайність культур та продуктивність ланки сівозміни, ц/га (1989-1999 рр.)

Системи	Урожайність	Кормових одиниць
основного	горох	озима	цукрові	всього	+ до контролю
обробітку грунту		пшениця	буряки		ц/га	%
полицева (контроль)	24,8	47,6	368	225	-	-
чизельна	22,9	48,7	386	231	6	3
комбінована 1	23,8	49,7	381	230	5	2
комбінована 2	26,4	50,9	411	245	20	9
плоскорізна	21,5	50,9	359	222	-3	-1
параплужна	19,6	48,7	353	214	-10	-4
поверхнева	20,2	48,4	345	219	-7	-3
НІР05	1,2	1,9	11,3

Таким чином, вплив систем обробітку ґрунту на розглянутий комплекс чинників обумовив формування різного рівня урожайності окремих культур і продуктивності ланки сівозміни.

Помітна негативна реакція гороху на заходи безполицевого обробітку, найбільш виражена по дискуванню і розпушенню параплугом.

На озимій пшениці визначилась позитивна післядія чизельного розпушування. Для цукрових буряків оптимальним визначився варіант, де чизельному розпушенню безпосередньо під цю культуру передує оранка під горох та поверхневий обробіток під озиму пшеницю. Цей варіант забезпечує підвищення продуктивності ланки сівозміни порівняно до контролю на 20 ц к.о. або 9%. Для варіантів безполицевого обробітку характерною є стала тенденція зниження продуктивності ланки сівозміни.

Якість продукції. Горох. Оранка внаслідок більш значної мобілізації азоту в ґрунті сприяла збільшенню в зерні білку. При чизельному обробітку позиційна доступність фосфору і калію на фоні сприятливого водного режиму в орному шарі забезпечували збільшення в зерні гороху жиру.

Озима пшениця. Якість зерна озимої пшениці від систем основного обробітку ґрунту не залежала.

Цукрові буряки. Вміст цукру в коренеплодах знаходився в зворотній залежності від рівня урожаю. Найбільш високим він був при поверхневому обробітку ґрунту - 18,5% і найнижчим при чизелюванні - 17,5%. Однак збір цукру в основному визначався рівнем урожайності. При чизелюванні він був на рівні 7,2 т/га, що на 6% більше ніж при оранці. При параплужному та дисковому обробітках отримали збір цукру нижчий на 6% ніж при оранці.

Розробка технологічних заходів підвищення урожайності культур ланки зерно-бурякової сівозміни

Вплив післяпосівних розпушень ґрунту на забур'яненість та урожайність гороху

Тимчасовий дослід 1. Визначення ефективності досходового розпушення ґрунту паровим культиватором у фазі кільчення насіння гороху (4-6-й день після сівби) в боротьбі з бур'янами показало високу ефективність прийому. Під впливом цього обробітку кількість сходів бур'янів зменшувалась на 44%, що забезпечувало приріст урожаю 10% (табл.4).

Таблиця 4 Вплив досходових розпушень ґрунту на урожайність та забур`яненість гороху (1998-2000 рр.)

Спосіб досходового обробітку	Забур`яненість при сходах	Урожай- ність, ц/га	+ до контролю
	шт/м2	+ до контролю
		шт/м2	%		ц/га	%
Без обробітку (контроль)	695	-	-	18,7	-	-
Боронування	542	-153	-22	19,4	0,7	4
Боронування + підрізання	248	-447	-64	18,0	-0,7	-4
Підрізання	388	-307	-44	20,5	1,8	10
НІР05				0,5

Таким чином, отримані дані свідчать, що досходове розпушення ґрунту є ефективним заходом боротьби з бур`янами в посівах гороху.

Визначення порівняно з оранкою ефективності багаторазового застосування дискувань в процесі основного обробітку ґрунту під озиму пшеницю. Завданням досліду було визначення в порівнянні із загальноприйнятою технологією основного обробітку під озиму пшеницю (дискування після збирання попередника і наступній оранці) ефективності дискувань при різній кількості їх проведення як заходу боротьби з бур'янами.

Відсутність лущення перед проведенням оранки супроводжувалось підвищенням забур'яненості посівів озимої пшениці у другій половині вегетації, тобто в момент високої конкурентної здатності пшениці. Тому не відбувалось зменшення урожайності останньої (табл.5).

При дискових обробітках по мірі збільшення їх кількості від одного до чотирьох забур'яненість посівів зменшувалась. Відповідно це супроводжувалось збільшенням урожаю. Однак дані таблиці свідчать, що замінити оранку в умовах західного Лісостепу дискуванням

Таблиця 5 Ефективність оранки та поверхневих дискових обробітків під озиму пшеницю

Основний обробіток грунту	Забур`яненість посіву в середньому за вегетацію	Урожайність зерна, ц/га
	шт/м2	+ до контролю	1996р	1997р	1998р	Середня	+ до контролю
							ц/га	%
лущення стерні + оранка (контроль)	109	-	37,5	48,6	37,9	41,3	-	-
оранка	133	22	37,5	48,1	36,1	40,6	-0,7	-2
одне дискування	203	86	28,2	33,1	29,5	30,2	-11,1	-27
два дискування	180	65	32,1	46,0	32,0	34,3	-7,0	-17
три дискування	166	39	35,3	43,0	31,2	36,5	-4,8	-12
чотири дискування	162	36	36,3	46,4	33,4	38,7	-2,6	-6
НІР05			4,7	1,9	1,4

незалежно від їх кількості недоцільно. Так, навіть при чотириразовому їх проведенні урожайність була на 6% нижчою ніж при оранці.

Рівень урожаю озимої пшениці на варіантах досліду визначав ефективність технологій вирощування.

Найвищий коефіцієнт енергетичної ефективності отримано при традиційному обробітку грунту (лущення + оранка) -2,48. При одноразовому дискуванні - 1,89, при чотириразовому - 2,34.

Визначення строків проведення основного обробітку грунту під цукрові буряки. Визначення можливості здійснення основного обробітку навесні різними знаряддями показало, що при всіх способах обробітку таке перенесення є недоцільним в зв'язку з погіршенням фізичного стану ґрунту та підвищенням забур'яненості (табл.6).

У випадку неможливості проведення оранки восени доцільно замінити її чизелюванням або дискуванням. При осінньому проведенні цих обробітків урожай коренів отримували на 20-26 ц вищий ніж при порівнянні з ранньовесняною оранкою. При цьому за поверхневого обробітку восени КЕЕ дорівнював 1,93, при осінній оранці - 2,17, а при ранній весняній - 1,74.

На основі досліджень у тимчасових дослідах з горохом, озимою пшеницею, цукровими буряками встановлено, що в зоні достатнього зволоження забур'яненість посівів є .лімітуючим

Таблиця 6 Вплив строків та способів основного обробітку ґрунту на урожайність цукрових буряків (1997-1999 рр.)

Знаряддя обробітку грунту	урожай, ц/га	+ відносно осіннього строку
	строк проведення основного обробітку	ранній	пізній
	восени	ранній весняний	пізній весняний	ц/га	%	ц/га	%
ПН-3-35	334	268	226	-66	-19	-108	-32
ПН-2,5	288	244	171	-44	-15	-117	-44
КПЕ-3,8	261	217	160	-44	-17	-101	-33
БДТ-3,0	294	222	195	-72	-25	-99	-34
НІР05 від способу	14	22	19
НІР05 від строку		18

фактором урожайності культур. Домінуючим заходом боротьби з бур'янами в основному обробітку є оранка і оптимальні строки основного обробітку ґрунту та досходове "підрізування" у посівах гороху.

Економічна та біоенергетична оцінка технологій вирощування культур при різних способах основного обробітку ґрунту. В стаціонарному досліді по вивченні ефективності різних систем основного обробітку ґрунту в ланці сівозміни: горох - озима пшениця - цукрові буряки встановлено, що найвищу економічну ефективність забезпечувала комбінована система основного обробітку ґрунту, що поєднувала оранку, поверхневий дисковий та чизельний обробітки (табл.7).

Таблиця 7 Економічні показники найефективніших варіантів

Культура	Варіанти	Умовно чистий прибуток, грн.	Рентабельність, %	Собівартість 1 ц основної продукції, грн.
Стаціонарний дослід
горох	оранка	1050	175	22,73
озима пшениця	поверхневий дисковий обробіток	1243	113	19,61
цукрові буряки	чизельний обробіток	4556	283	3,92
В середньому по ланці	2283	190	15,42
Тимчасові досліди
горох	підрізування	692	117	28,75
озима пшениця	поверхневий дисковий обробіток + оранка	1071	129	18,24
цукрові буряки	зяблева оранка	3514	213	4,79

При цій системі найвища рентабельність - 190% і сама низька собівартість продукції - 15,42грн/ц. На полицевій, чизельній та поверхневій системах рентабельність складала відповідно 165,159, 150%, а собівартість - 16,46 грн., 17,27 грн. та 17,97 грн.

При комбінованій системі була найвищою і енергетична ефективність, коефіцієнт енергетичної ефективності КЕЕ складав 2,56 проти 2,38 на полицевій, 2,41 - на чизельній та 2,28 - на поверхневій.

Таким чином за економічною та енергетичною ефективністю найбільш доцільною є комбінована система основного обробітку ґрунту, що включає оранку під горох, поверхневий дисковий обробіток під озиму пшеницю та чизельний під цукрові буряки.

Аналіз економічної та енергетичної ефективності тимчасових дослідів виявив, що в досліді з озимою пшеницею кращі показники забезпечив варіант з оранкою на фоні поверхневого дискування. В досліді з цукровими буряками найефективніший строк обробітку - осінній, а спосіб - оранка.

ВИСНОВКИ

1. Різні глибина і спосіб основного обробітку опідзоленого чорнозему північно-західної частини Правобережного Лісостепу України в ланці зерно-бурякової сівозміни: горох - озима пшениця - цукрові буряки, строк та способи здійснення основного обробітку під цукрові буряки, а також досходове розпушування посівів гороху впливають на елементи родючості ґрунту, формування конкурентних відносин між культурним та бур'яновим компонентами агрофітоценозу, величину і якість урожаю, продуктивність ланки сівозміни, енергетичні та економічні показники вирощування польових культур.

2. Систематичне застосування в сівозміні безполицевих обробітків призводить до диференціації шару, що обробляється за агрофізичними показниками (щільність будови, твердість, бриластисть ґрунту); агрохімічними показниками - пошаровому вмісту гумусу елементів живлення з їх концентрацією у верхньому 0-10 см шарі при системах безполицевого обробітку та більш рівномірному їх розподілі по глибині шару, що обробляється, за умов проведення оранки і комбінованих систем з її періодичним застосуванням.

3. Системи застосування безполицевого обробітку, розпушування параплугом, плоскорізом, особливо поверхневого обробітку до 10-12 см дисковими знаряддями, обумовлюють підвищення показників щільності та твердості ґрунту, що негативно впливає на формування режиму вологості ґрунту у кореневищному шарі.

4. Традиційна глибина обробітку ґрунту до 30-32 см полицевими знаряддями не забезпечує оптимальних фізичних умов росту і розвитку польових культур з причин формування ущільненого прошарку - плужної "підошви". Її руйнування чизельними знаряддями з розущільненням підорного шару при глибині розпушування на 40-45 см забезпечує оптимізацію будови в значній частині кореневмісного шару і позитивно впливає на продуктивність ланки зерно-бурякової сівозміни.

5. Кращий режим зволоження в ґрунті створюється при комбінованій системі основного обробітку з оранкою під горох, поверхневим дисковим під озиму пшеницю та чизельним під цукрові буряки, що в середньому по ланці за період вегетації культур складало додатково 22 мм.

6. Встановлено тенденцію зменшення вмісту гумусу в 0-40 см шарі ґрунту і відсутність залежності цього показника від заходів обробітку ґрунту, що вивчалась. За десятирічний період 1989-1999 pp. Вміст гумусу знизився з 3,19 до 3,14%, що пояснюється високою мінералізаційною здатністю чорнозему опідзоленого та від'ємним балансом органічної речовини.

7. Вміст рухомого фосфору в 0-40 см шарі становив 20-39 мг/100 г ґрунту з підвищеною концентрацією у верхньому 0-10 см шарі за безполицевих обробітків. Вміст обмінного калію за всіх заходів обробітку ґрунту знаходився практично на одному рівні 8-9 мг/100 г ґрунту, що відповідає достатньому рівню забезпеченості цим елементом живлення рослин. Режим азотного живлення складався напружено, зі значним його дефіцитом. Найбільшим він був у варіантах комбінованої системи обробітку ґрунту - 128 кг/га, найменшим - за плоскорізної та поверхневої систем -6-23 кг/га і знаходився у прямому зв'язку з рівнем продуктивності ланки сівозміни.

8. Системи безполицевого обробітку, порівняно до оранки та комбінованого обробітку з періодичним її застосуванням, призводили до підвищення забур'яненості полів на 20-136% під час появи сходів та на 7-52% при збиранні культур. Втрати урожаю від бур'янів складали на варіантах оранки в комбінованій системі та безполицевих обробітках на горосі, озимій пшениці і цукрових буряках, відповідно - 24 і 27%, 8 і 14%, 33 і 58%.

9. Найбільшу продуктивність ланки сівозміни забезпечила комбінована система основного обробітку ґрунту із оранкою під горох на 20-22 см - 26,4 ц/га, поверхневим дисковим обробітком під озиму пшеницю на 10-12 см - 50,9 ц/гa, чизельним під цукрові буряки на 35-40 см - 411 ц/га, або в сумі приріст до контролю 20 ц (9%) кормових одиниць. Кореляційний аналіз свідчить, що основним чинником позитивного впливу даної системи є підвищення конкурентоспроможності культур по відношенню до бур'янів, оптимізація фізичних властивостей ґрунту та покращення режиму вологозабезпеченості культур ланки сівозміни.

10. Досходове розпушення ґрунту паровим культиватором у посівах гороху у фазі кільчення насіння на глибину 5-6 см нижче його заробки є ефективним заходом боротьби з бур'янами, що оптимізує властивості ґрунту та ефективний контроль шкідливої дії бур'янів. Зазначений захід стабільно підвищує врожайність в межах 10-30%, знижує собівартість і підвищує рентабельність вирощування культури. Такий захід боротьби з бур'янами є дешевший від внесення гербіцидів.

11. За відсутності в сівозміні глибокого чизельного розпушення найефективнішим під озиму пшеницю є лущення дисковими знаряддями відразу після збирання попередника і оранка через 10-12 днів. При цьому врожайність та рентабельність були найвищими - 41,3 ц/га та 129%, а собівартість - найнижчою -18,24 ц/га. Заміна цього заходу оранкою без попереднього дискування чи кількаразовим дискуванням призводить до підвищення забур'яненості та зниження урожайності і економічно недоцільна.

12. За складних економічних і організаційних умов та неможливості здійснення глибокого зяблевого обробітку під цукрові буряки осінній поверхневий обробіток є більш ефективним заходом ніж веснооранка. Зниження урожайності при веснооранці порівняно до зяблевої складає при ранній весняній - 19%, та пізній весняній - 32%.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

1. В умовах північно-західної частини правобережного Лісостепу України на чорноземах опідзолених середньо суглинкових у ланці сівозміни горох - озима пшениця - цукрові буряки доцільно проводити комбіновану систему основного обробітку ґрунту з застосуванням поверхневого дискового обробітку на 10-12 см під озиму пшеницю, чизельного на 35-40 см під цукрові буряки та полицевого на 20-22 см під горох.

2. В посівах гороху рекомендується досходове розпушення ґрунту паровим культиватором на 5-6 см нижче глибини заробки насіння під час його кільчення.

3. За відсутності чизельних розпушень у полі сівозміни під посів озимої пшениці після гороху кращим способом основного обробітку є післязбиральне лущення (дискування) на 10-12 см відразу після збирання попередника і оранка на 20-22 см через 10-12 днів.

4. За неможливості здійснити глибоку зяблеву оранку під цукрові буряки її можна замінити чизельним обробітком на глибину до 35-40 см або провести безполицевий осінній обробіток на глибину до 16-18 см. Втрати продуктивності посіву в цьому разі менші ніж перенесення оранки на весну.

ПУБЛІКАЦІЇ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Кирилюк В.П. Ефективність способів та строків основного обробітку ґрунту //Цукрові буряки. - 2001. - №3. - C.I 5-16.

2. Кирилюк В.П. Вплив різних систем обробітку грунту на забур'яненість та урожайність ланки сівозміни //36. наукових праць Подільської ДАТА. - Кам'янець-Подільський. - 2001. - №9. - С.125-128.

3. Кирилюк В.П. Вплив способів догляду на шкодочинність бур'янів у посівах гороху //36. наукових праць Інституту землеробства УААН.- Київ. - 2002.- Вип.1.-С.36-39.

4. Войтова Г.П., Кирилюк В.П. Ефективність оранки і мінімального обробітку грунту під озиму пшеницю //3б.наукових праць Інституту землеробства УААН. -Київ. -2002.- Вип.2 - С.21-23.

5. Кирилюк В.П. Новий екологічно безпечний спосіб контролю чисельності бур'янів //Зб.наукових праць Подільської ДАТА.- Кам'янець-Подільський. - 2002.- № 10. - С.43-45.

6. Кирилюк В.П., Войтова Г.П. Екологічно безпечний спосіб боротьби з бур'янами //Аграрна наука - виробництву. Науково-інформаційний бюлетень УААН. - Київ. - 2003.- № 1.- С.3.

7. Савченко Г.І., Кирилюк В.П. Вплив добрив на продуктивність зернопросапної сівозміни правобережного Лісостепу //Тези Міжн.наук.-практ.конф. "Шляхи раціонального використання земельн...