Залежність урожайності озимої пшениці від системи удобрення й обробітку ґрунту в короткоротаційних сівозмінах

У статті вивчено вплив системи удобрення й обробітку ґрунту під озимою пшеницею в різноротаційних сівозмінах. Методи дослідження: польовий, лабораторний, статистичний. Проведені дослідження в довготривалих стаціонарних дослідах по системі ведення короткоротаційних сівозмін із вивченням впливу системи удобрення й обробітку на продуктивність культур. Наведено дані досліджень щодо впливу ланок сівозмін змінній і зернопаропросапній сівозміні залежно від системи удобрення й обробітку ґрунту на продуктивність озимої пшениці. Встановлено, що найбільш високий врожай озимої пшениці можна одержати на фоні органо-мінеральної системи удобрення. Значний вплив на урожай озимої пшениці мають погодні умови. Чорний пар по впливу на урожай озимої пшениці не поступається ланці еспарцет-костриця лучна. Врожай озимої пшениці залежить від рівня біологізації сівозмін і забезпечення вологою. На фоні застосування під пшеницю озиму М₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною в зернопаропросапній сівозміні урожай становив 4,92 т/га, Що не поступалося плодозмінній сівозміні. За широкої біологізації плодозмінної сівозміни з заорюванням післяжнивних решток + М₄₅Р₄₅К₄₅ врожай озимої пшениці не поступається внесенню М₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною. У період вегетації озимої пшениці, коли кількість атмосферних опадів є недостатньою, спостерігається перевага чорно пару у формуванні врожаю озимої пшениці. За сприятливих погодних умов ланка еспарцет-костриця лучна має незначні переваги порівняно з чорним паром. При проведенні комбінованого обробітку ґрунту під озиму пшеницю в зернопаропросапній сівозміні на фоні застосування М₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною урожай перевищує полицевий обробіток на 0,53 т/га.

Ключові слова: озима пшениця, урожайність, система удобрення, обробіток ґрунту, сівозміна, післядія органічних добрив.

продуктивність озима пшениця сівозміни удобрення

Purpose of the study: To study the efficiency of fertilizer system and tillage under winter wheat in different crop rotations. Method: field, laboratory, statistical. Results. For the conditions of the Left Bank Forest Steppe in the area of insufficient humidity on the typical slightly alkalinized black soils the researches were conducted in long-term stationary experiments on the system of implementing short crop rotations with the study of the influence of the fertilizer system and soil cultivation on the crops productivity. The data of researches concerning the influence of crop rotation chains in legume and grain crop rotations depending on input of the fertilizer system and tillage on winter wheat productivity are presented. It is established that the highest yield of winter wheat can be obtained against the fond of organic-mineral fertilizer system. Weather conditions have a significant impact on the winter wheat yield. Autumn fallow is not inferior to the rotation chain of sainfoin-meadow fescue in its impact on the winter wheat yield. Conclusions. Winter wheat yield depends on the level of crop rotation biologization and moisture supply. Against the fond of applying for winter wheat N45P45K45 + 6.25 t/ha manure in the grain crop rotation the yield was 4.92 t/ha, which was not inferior to the legume- crop rotation. Under extensive biologization of legume crop rotation with burying into the soil of post-harvest residues + N45P45K45, winter wheat yield is not inferior to the application ofN45P45K45 + 6.25 t/ha manure. During the growing season of winter wheat, where the amount of precipitation is insufficient, there is a preference for autumn fallow in the formation of winter wheat yield. Under favorable weather conditions, the sainfoin-meadow fescue rotation chain has negligible advantages over autumn fallow. When conducting combined cultivation of the soil under winter wheat in a grain crop rotation on the fond of application N45P45K45 + 6,25 t/ha manure the crop yield exceeds the plowing by 0.53 t/ha.

Key words: winter wheat, yield, fertilizer system, tillage, crop rotation, aftereffect of organic fertilizers.

Постановка проблеми. Для одержання врожаїв озимої пшениці важливо висівати її у найбільш ефективних ланках сівозміни на фоні використання органічних добрив у сівозміні з оптимізацією мінерального живлення в період її вегетації. Система обробітку ґрунту повинна враховувати оптимізацію його агрофізичного, агрохімічного та мікробілогічного стану ґрунту, що покращує ріст і розвиток і сприяє одержанню високих врожаїв.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Система ведення сівозмін і удобрення сільськогосподарських культур має значний вплив на забезпечення елементів живлення і продуктивність сільськогосподарських культур, що особливо важливо в одержані гарантованих і стабільних врожаїв [1, с. 977].

Ефективність застосування системи внесення добрив у сівозміні залежить як від прямої дії добрив, так і від їхньої післядії. Без урахування цього показника дуже складно раціонально встановити рентабельність застосування добрив і науково-обґрунтовану потребу рослин в елементах живлення для отримання запланованого врожаю. Саме тому під час визначення ефективності системи удобрення потрібно враховувати не лише їхню пряму дію, а й післядію [2, с. 731; 3, с. 42-51; 4, с. 328].

На врожайність пшениці озимої значно впливають розміщення пшениці озимої у сівозмінах, ланки сівозмін і система удобрення, а також сортові особливості. Значною мірою це залежить від попередника. Дослідженнями встановлено, що найкращими попередниками під озимі зернові в Україні є багаторічні бобові трави на один укіс, горох, вико-вівсяні суміші, чисті пари (зона недостатнього зволоження) [4, с. 328; 5, с. 297; 6, с. 19-22].

Дослідження, проведені на чорноземі типовому слабо солонцюватому в умовах Веселоподільської ДСС, засвідчили, що у плодозмінній сівозміні на неудобре ному фоні у ланці з еспарцетом, кострицею лучною врожайність пшениці озимої становила 4,80 т/га, тоді як у зерно-просапній із 50% просапних у ланці з кукурудзою на силос - 2,93 т/га, у зерно-паропросапній із чорним паром - 5,97 т/га, у зерно-просапній сівозміні з 25% просапних у ланці з горохом - 4,16 т/га. Отже, наявність біологічного азоту за рахунок вирощування багаторічних трав і гороху дає змогу підвищити врожай пшениці озимої в короткоротаційних сівозмінах, а в паровій сівозміні - через посилену мінералізацію органічної речовини та краще забезпечення ґрунту азотом [7, с. 416].

Система обробітку ґрунту в ланках сівозмін впливає на врожай озимої пшениці. Дослідженнями встановлено, що за вирощування пшениці озимої за різних видів пару та способів його обробітку виявилися рівноцінними. Водночас запровадження раннього пару після стерньового попередника (ячмінь ярий) і після кукурудзи при залученні у кругообіг усієї побічної продукції вирощуваних культур зумовлює часткову іммобілізацію азотних сполук ґрунту під озиминою у весняний період, простежується тенденція до зниження урожаю зерна на 2,70-3,80 і 0,10-0,15% [8, с. 110-119].

Загалом при вирощуванні озимої пшениці потрібно враховувати ланки сівозмін, систему удобрення й обробіток ґрунту [9, с. 45-50].

Постановка завдання. Встановити залежність продуктивності озимої пшениці в короткоротаційних сівозмінах залежно від ланок сівозмін, системи удобрення й обробітку ґрунту.

Дослідження проводилися в умовах недостатнього зволоження зони Лівобережного Лісостепу України в ланці зернопаропросапної короткоротаційної сівозміни стаціонару Веселоподільської дослідно-селекційної станції упродовж 2015-2018 рр. Ґрунт дослідних ділянок - чорнозем типовий слабосолонцюватий малогумусний середньосуглинковий, який характеризується такими агрохімічними показниками орного шару ґрунту: рН сольової витяжки - 7,1--7,5; гумус за Тюріним - 4,2-4,6%, забезпеченість лужногідролізованим азотом становить 170-180 мг/кг ґрунту, рухомим фосфором та обмінним калієм (за Мачигіним) відповідно 45,8-70,3 і 131,6-164,2 мг/кг ґрунту. Схемою досліду передбачалося вивчення впливу основного обробітку ґрунту та системи удобрення на продуктивність сівозмін і родючість ґрунту. Були передбачені такі корткоротаційні сівозміни: зернопаропросапна - чорний пар, озима пшениця, цукрові буряки, ячмінь; плодозмінна - еспарцет+костриця лучна, озима пшениця, цукрові буряки, ячмінь + із підсівом трав. Під пшеницю вносили мінеральні добрива у нормі К₄₅Р₄₅К₄₅, також використовувалася післядія від заорювання післяжнивних решток і гною. Використовували сорт озимої пшениці Єсенія. Технологія вирощування озимої пшениці загальноприйнята для зони нестійкого зволоження. Дослідження проводилися відповідно до методики польового досліду.

Виклад основного матеріалу дослідження. Проведені дослідження показали, що в зоні недостатнього зволоження врожайність озимої пшениці залежить від ланок сівозмін, системи удобрення й обробітку ґрунту, найбільш високий врожаї озимої пшениці одержують за оптимальних погодних умов: достатньої кількості атмосферних опадів і помірних температур у період її вегетації. Так у плодозмінній короткоротаційній сівозміні в ланці еспарцет-костриця лучна урожай озимої пшениці на неудобреному фоні досягав 3,85 т/га, у зернопаропросапній сівозміні у ланці з чорним паром - 4,15 т/га, що було більше плодозмінної сівозміни на 0,32 т/га. Така різниця зумовлена кращою вологозабезпеченістю ґрунту. У варіанті з застосуванням безпосередньо під пшеницю озиму К₄₅Р₄₅К₄₅ на тлі післядії 6,25 т/га гною забезпечило урожай на рівні 4,72 т/га, що було більше неудобреного варіанту на 0,87 т/га та поступалося зернопаропросапній сівозміні на 0,20 т/га. За широкої біологізації сівозміни з використанням післяжнивних решток і 6,25 т/га гною + К₄₅Р₄₅К₄₅ було одержано 4,53 т/га зерна, що перевищував на 0,68 т/га неудобрений варіант і було нарівні з зернопаропросапною сівозміною. За використання лише післяжнивних решток + К₄₅Р₄₅К₄₅ отримали 5,01 т/га зерна, що не поступалося зернопаропросапній сівозміні.

За використання системи комбінованого основного обробітку в зернопаропросапній сівозміні урожай зерна озимої пшениці без використання добрив становив 3,85 т/га, що поступалося оранці на 0,32 т/га. На фоні застосування К₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною було одержано 5,45 т/га, що перевищувало неудобрений варіант на 1,6 т/га та було більше від полицевого обробітку на 0,53 т/га, це вказує на високу ефективність комбінованої системи обробітку ґрунту. Використання у післядії післяжнивних решток + 6,25 т/га гною + К₄₅Р₄₅К₄₅ сприяло отриманню 4,90 т/га зерна, що перевищувало неудобрений варіант на 1,05 т/га, а полицевий обробіток - на 0,33 т/га. Урожайність при внесенні під озиму пшеницю К₄₅Р₄₅К₄₅ + післяжнивні рештки і проведення комбінованого обробітку - 5,19 т/га, що було більше варіанту без використання добрив на 1,34 т/га та було нарівні з оранкою.

Таблиця 1

Урожайність зерна озимої пшениці залежно від сівозміни, системи удобрення й обробітку ґрунту, Веселоподільська ДСС, 2015-2018 рр

Для отримання стабільних і високих врожаїв озимої пшениці важливе значення мають погодні умови. Так, погодні умови 2016 р., які складалися у процесі вегетації озимої пшениці, мали значний вплив на її ріст, розвиток і формування зерна, де за вегетаційний період випало вологи у квітні - 51 мм, травні - 156 мм, у червні - 72 мм, що перевищувало середньо багаторічні показники відповідно на 13, 115, 18 мм. Середньомісячна температура складала у квітні 12,7°С, травні - 15,1°С, травні - 15,1°С, що перевищувало серед- ньобагаторічні дані у квітні на 2,3°С, у червні на 1,4°С, а у травні було на рівні середньобагаторічних.

Так, за використання К₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною було одержано 5,52 т/га зерна, що перевищувало неудобрений варіант на 0,72 т/га. У варіанті, де на фоні післяжнивних решток + 6,25 т/га гною + К₄₅Р₄₅К₄₅, урожай озимої пшениці порівняно з неудобреним варіантом зріс лише на 0,20 т/га, що пов'язано з високою іммобілізацією поживних речовин ґрунтовою мікрофлорою. За використання лише післяжнивні рештки + К₄₅Р₄₅К₄₅ було отримано 6,12 т/га зерна відповідно до неудобреного варіанту приріст становив 1,32 т/га. За системи проведення комбінованого обробітку на неудобреному варіанті урожай досягав 4,94 т/га, за внесення К₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною врожайність склала 5,50 т/га за використання 6,25 т/га гною + післяжнивні рештки + К₄₅Р₄₅К₄₅ - 5,33 т/га, а на тлі післяжнивних решток + К₄₅Р₄₅К₄₅ - 5,44 т/га.

Погодні умови, які склалися, сприяли високій продуктивності озимої пшениці у плодозмінній сівозміні. Так, при застосуванні К₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною її урожайність становила 5,85 т/га, що перевищувало неудобрений варіант на 0,79 т/га, а зернопаропросапну сівозміну - на 0,22 т/га. Таке зростання урожаю зумовлено високою ефективністю біологічного азоту попередника, який у процесі мінералізації підвищує вміст мінерального азоту в ґрунті і використання його рослинами. За збільшення кількості органічних добрив 6,25 т/га гною + післяжнивних решток + К₄₅Р₄₅К₄₅ - 5,84 т/га. При використанні лише післяжнивних решток + К₄₅Р₄₅К₄₅ - 5,50 т/га. Можемо помітити, що за умови достатнього зволоження найвищі врожаї вдалося отримати у плодозмінній сівозміні.

Несприятливі погодні умови 2017 р. пов'язані із сильною, затяжною засухою, коли за квітень випало вологи 12 мм, за травень - 26 мм, а за червень - 21 мм, що поступалося середньобагаторічним даним відповідно на 25, 15, 33 мм. При середньомісячній температурі за квітень - 10,3°С, травень - 15,0°С, червень - 20,2°С, що було більше середньобагаторічних у квітні на 1,4°С, та на 1,6°С у червні, а у травні було на рівні середньобагаторічних показників, внаслідок чого спостерігалося значне зниження продуктивності озимої пшениці.

Так, у зернопаропросапній за використання оранки на неудобреному варіанті було отримано лише 2,76 т/га зерна, у варіанті, де застосовували К₄₅Р₄₅К₄₅ + 6,25 т/га гною - 4,14 т/га приріст до неудобреного варіанту досягав 0,38 т/га. За використання 6,25 т/га гною + післяжнивних решток + К₄₅Р₄₅К₄₅ - 3,77 т/га. На фоні використання післяжнивних решток + N₄₅P₄₅K₄₅ - 3,92 т/га, що не поступалося орга- но-мінеральній системі удобрення. Порівняно з середньорічними показниками урожай був відповідно меншим на 1,41; 0,78; 0,80; 1,23 т/га. Від застосування комбінованого обробітку на неудобреному варіанті урожайність склала 2,93 т/га, тоді як за внесення N₄₅P₄₅K₄₅ + 6,25т/га гною отримали 4,18 т/га, а за 6,25 т/га гною + післяжнивних решток + N₄₅P₄₅K₄₅ - 4,41 т/га, при використанні післяжнивні рештки + N₄₅P₄₅K₄₅ - 4,04 т/га порівняно з відповідними середньорічними показниками 0,92; 1,27; 0,49; 1,15 т/га. Загалом за недостатньої кількості опадів у період вегетації пшениці озимої комбінований обробіток по впливу на урожайність був більш ефективний.

У плодозмінній сівозміні на неудобреному варіанті урожайність поступалася зернопаропросапній на 0,26 т/га. При застосуванні N₄₅P₄₅K₄₅ + 6,25 т/га гною було отримано 3,91 т/га зерна, тоді як використання післяжнивних решток + N₄₅P₄₅K₄₅ - 4,51 т/га. Порівняно з середньорічними відповідно менше на 1,35; 0,81; 0,50 т/га. Отже, за наявністю багаторічних трав у сівозміні можна зменшити негативний вплив високих температур і недостатню кількість опадів.

Висновки і пропозиції.

1. Врожай озимої пшениці залежить від рівня біологізації сівозмін і забезпечення вологою. На фоні застосування під пшеницю озиму N₄₅P₄₅K₄₅ + 6,25 т/га гною в зернопаропросапній сівозміні урожай становив 4,92 т/га, що не поступалося плодозмінній сівозміні.

2. За широкої біологізації плодозмінної сівозміни з заорюванням післяжнивних решток + N₄₅P₄₅K₄₅ врожай озимої пшениці не поступається внесенню N₄₅P₄₅K₄₅ + 6,25 т/га гною.

3. У період вегетації озимої пшениці, коли кількість атмосферних опадів є недостатньою, спостерігається перевага чорно пару в формуванні врожаю озимої пшениці. За сприятливих погодних умов ланка еспарцет-костриця лучна має незначні переваги порівняно з чорним паром

4. При проведенні комбінованого обробітку ґрунту під озиму пшеницю в зер- нопаропросапній сівозміні на фоні застосування N₄₅P₄₅K₄₅ + 6,25 т/га гною урожай перевищує полицевий обробіток на 0,53 т/га.

5. У зоні недостатнього зволоження в короткоротаційних сівозмінах найбільш доцільно вирощувати пшеницю в ланці з чорним паром і в ланці з еспарцет + костриця лучна, на фоні післядії органічних добрив із безпосереднім застосуванням під озиму пшеницю N₄₅P₄₅K₄₅.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ:

1. Randy L. Anderson. Growth and yield of winter wheat as affected by preceding crop and crop management. Agronomy journal. 2008. № 100 (4 July) 977 p. DOI: 10.2134/agronj2007.0203

2. Palmer J., Thorburn P., Biggs J., Dominati E., Probert M., Meier E., Huth N., Dodd M., Snow V, Larsen J., Parton W. Nitrogen cycling from increased soil organic carbon contributes both positively and negatively to ecosystem services in wheat agroecosystems. Front Plant Sci. 2017. 8. 731 р. doi: 10.3389/fpls.2017.00731.

3. Lemke R.L., Bygaart A.J., Campbell C.A., Lafond G.P., Grant B. Crop residue removal and fertilizer N: effects on soil organic carbon in a long-term crop rotation experiment on a Udic Boroll. Agric. Ecosyst. Environ. 2010. 135. Р 42-51. DOI: https://doi.org/10.1016/j.agee.2009.08.010.

4. Іваніна В.В. Біологізація удобрення культур у сівозмінах. Київ : ЦП «Компринт», 2016. 328 с.

5. Цилюрик О.І. Система мульчувального обробітку грунту в сівозмінах Північного Степу. Львів - Дніпро : «Новий Світ-2000», 2019. 297 с.

6. Формирование урожайности культур при различных видах и структуре севооборота / Я.П. Цвей, С.А. Бондарь, Т.В. Калибабчук, С.С. Костенко, Я.Л. Карпенко. Сахарная свекла. 2018. № 8. С. 19-22.

7. Цвей Я.П. Родючість ґрунтів і продуктивність сівозмін. Київ : «КОМПРИНТ», 2014. 416 с.

8. Цилюрик О.І. Вплив систем основного обробітку ґрунту та удобрення на урожайність парової пшениці озимої в Північному Степу України. Зернові культури. Т. 3. № 1. 2019. С. 110-119. DOI: https://doi.org/10.31867/2523-4544/0067.

9. Вплив елементів технології вирощування на врожайність та якість зерна озимої пшениці / К.М. Олійник, Г.В. Давидюк, Л.Ю. Блажевич, Л.В. Худолій. Plant varieties studying and protection. 2016. № 4. С. 45-50. DOI: https://doi.org/10.21498/2518-1017.4(33).2016.88671.

Размещено на Allbest.ru