Високі врожаї з одночасним підвищенням родючості ґрунту отримують лише за оптимальної структури посівних площ, набору, співвідношення та чергування культур у різноротаційних сівозмінах.
Лише за наявності раціональних сівозмін формуються умови для планового застосування технологій на кожному полі, зростає продуктивність кожної культури. Беззмінне вирощування різко знижує врожайність і родючість ґрунту, погіршує фітосанітарний стан його посівів порівняно із сівозміною. Науково обґрунтована сівозміна має велике значення для підвищення культури землеробства, зростання врожайності кожної культури й рівня рентабельності землеробства. Вона має бути динамічною, комбінованою і водночас інтенсивною. Тому дослідження впливу структури набору та розміщення культур у кормових сівозмінах на їхню загальну продуктивність і врожайність окремих культур є досить актуальними і можуть бути основою для розробки більш ефективних сівозмін.
Мета досліджень – визначити економічну та енергетичну оцінку кормових сівозмін, насичених зернофуражними культурами за різних систем удобрення та визначити їх найефективніші варіанти для зони нестійкого зволоження на чорноземах Лівобережного Лісостепу.
Польові дослідження проведено в довготривалому досліді на Черкаській дослідній сільськогосподарській станції ННЦ «Інститут землеробства» (Драбівське відділення) упродовж 2021–2023 рр. на чорноземі глибокому малогумусному в сівозмінах з чергуванням культур:
1) горох – пшениця озима – редька олійна – ячмінь – пшениця озима;
1а) горох – пшениця озима – соя – кукурудза на зерно – пшениця яра;
10) горох – пшениця озима – соя – кукурудза на зерно – кукурудза на зерно;
10а) трави однорічні – пшениця озима – соя – пшениця яра – кукурудза на зерно;
15а) трави однорічні – пшениця озима – соя – кукурудза на зерно – ячмінь;
6а) горох – пшениця озима – соя – кукурудза на силос – пшениця яра.
Ці сівозміни насичені зерновими культурами на 60–80% за різних систем удобрення (табл. 1).
Як контроль використано типову для зони Лівобережного Лісостепу сівозміну з 80% насиченням культурами (пшениця озима, кукурудза на зерно, ячмінь, горох) на фоні N52P56K56.
Продуктивність сівозмін розраховували за виходом основної та побічної продукції на 1 га ріллі, яку перераховували в зернові та кормові одиниці.
Погодні умови 2021–2023 рр. суттєво впливали на ріст і розвиток культур, що вирощувалися, а також на врожайність і продуктивність сівозмін. Середньодобова температура повітря впродовж вегетаційних періодів була вищою за середньодобовий показник, а кількість опадів – нижчою.
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Формування врожайності сільськогосподарських культур залежало від місця розміщення кожної з них, частки в сівозміні та системного живлення. Попередниками пшениці озимої в досліді були однорічні трави, горох, кукурудза на силос і соя, причому кращим попередником був горох (з середнім урожаєм пшениці 6,41 т/га). Урожаї пшениці озимої після пшениці ярої були меншими на 10,6%, а після трав – на 9,5% порівняно з горохом. У середньому врожайність становила 6,43–6,64 т/га з найвищим показником (6,64 т/га) у кормовій сівозміні 6а (60% насичення фуражними культурами) після гороху на зерно. Під впливом погодних умов врожайність знижувалась на 12–22%.
Читати по темі: Жито, кукурудза та органічні добрива
Чинник сівозміни мав вирішальне значення у формуванні врожаю кукурудзи на зерно. Урожайність кукурудзи після сої становила 9,94–9,98 т/га. При вирощуванні кукурудзи в повторному посіві (вар. 10а) врожайність знизилася на 9,8% порівняно із соєю. Найвищий врожай кукурудзи на зерно (10,30 т/га) отримано після пшениці ярої, що перевищує врожай сої на 37,8%. Вирощування кукурудзи в повторних посівах у ланці сівозміни соя – пшениця озима – соя – кукурудза – кукурудза призвело до значного зростання забур’яненості посівів за рахунок пасльону чорного, лободи білої, осоту рожевого та курячого проса.
Ячмінь ярий у кормовій сівозміні, насиченій на 80% зерновими (в тому числі пшеницею озимою, 40%), вирощували після редьки олійної (вар. 1) та кукурудзи на зерно (вар. 15а). Найвищий врожай ячменю ярого (4,10 т/га) отримано після редьки олійної, що перевищує врожай після кукурудзи на зерно на 11,7%. Зниження врожаю ячменю після кукурудзи на зерно пояснюється меншим запасом продуктивної вологи в метровому шарі ґрунту на час сівби. Вплив погодних умов на врожайність ячменю ярого становив 28–32%.
Найвища врожайність гороху (4,42 т/га) одержана після пшениці озимої у ланці сівозміни редька олійна – ячмінь – пшениця озима, що на 20,7% вище, ніж після сої – кукурудзи – кукурудзи. Це пояснюється значною забур’яненістю посівів гороху після кукурудзи в повторному посіві (лобода біла, суріпиця звичайна, мишій сизий, паслін чорний). Середній врожай гороху становив 4,14 т/га, врожайність гороху більше залежала від попередника, ніж від погодних умов року. Добрива в дозі N40Р40К40 під горох сприяли збільшенню врожаю на 15,3% порівняно з контролем без добрив.
Однорічні трави як попередник озимої пшениці в середньому за роки досліджень мали врожай 32,8 т/га. Найвищу врожайність (34,1 т/га) отримано у сівозміні 15а з насиченням зерновими на 60%.
Сівозміна 6а рекомендована для господарств з виробництва молока. Врожай кукурудзи на силос становив 55 т/га, збір сухої речовини – 13,7 т/га, за внесення під культуру N60Р60К60 приріст врожаю становив 20,1%. Врожайність пшениці ярої після кукурудзи на силос зменшилася порівняно з попередником соя на 24,9%, а після кукурудзи на зерно – на 14,1%. Під впливом погодних умов врожайність зменшилася на 24,3%.
Продуктивність зернофуражних культур залежала від структури посіву та системи живлення. За насичення зерновими (соя – 20%, пшениця озима – 20%, кукурудза на зерно – 40%) одержано найвищий врожай зернових (7,22 т/га) на фоні N62Р64К64, або 190 кг д. р. на 1 га ріллі (табл. 2).
Високі показники мали сівозміни 1а, 10а (6,07–6,99 т/га). За збором зернових високі показники мала сівозміна вар. 15а з насиченням зерновими на 60%, де врожайність зернових становила 6,36 т/га. Однак у сівозміні зменшився збір кормових одиниць та зернових одиниць відповідно до 8,3 та 7,4 т/га.
Найвищий вихід зерна з сівозмінної площі (5,77 т/га), включаючи фуражне зерно (4,49 т/га) та продовольче зерно (1,28 т/га), було досягнуто за підвищення дози добрив до N62Р64К64 (190 кг д.р.) в зерновій сівозміні варіанту 10 з насиченням зерновими на 80%, у тому числі 40% кукурудзи на зерно.
За виходом кормових одиниць (10,47 т/га) та зернових одиниць (8,38 т/га) оптимальною була сівозміна варіанту 10, що включала 40% кукурудзи на зерно, горох та пшеницю озиму по 20%, і 20% сої. У сівозмінах 1а, 10а, 15а, 6а збір кормових одиниць зменшився порівняно з варіантом 10 на 20,7–16,9%. Забезпеченість кормової одиниці білком становила 73,7–86,2 г.
Заміна однієї культури на іншу не сприяла зростанню продуктивності сівозміни. Наприклад, у сівозміні 10а в першому полі горох було замінено на однорічні трави, а в четвертому полі кукурудзу – на пшеницю яру. Порівняно з варіантом без заміни (варіант 10), це зменшило збір кормових одиниць до 8,30, а зернових одиниць – до 7,4 т/га, або, відповідно, на 20,7–10,9%. Забезпеченість кормової одиниці білком становила 85,5 г.
Введення кукурудзи на зерно (20–40%) у сівозміну підвищувало збір зернових одиниць, кормових одиниць та білка. Наприклад, у сівозміні 1а заміна редьки олійної на сою та ячменю на кукурудзу на зерно сприяла зростанню збору зернових одиниць до 7,17, зерна – до 6,07, а кормових одиниць – до 6,67 т/га, порівняно з варіантом 1 без заміни. Забезпеченість кормової одиниці білком тут становила 79,7 г (табл. 3).
Сівозміни, насичені зернофуражними культурами (варіанти 1а, 10, 10а), при насиченні 80% зерновими на фоні N62Р64К64 (190 кг діючої речовини добрив на 1 га сівозмінної площі), сприяли одержанню умовного чистого прибутку в межах 19,800–22,819 тис. грн/га з рентабельністю 112,7–125,0%. Однак введення в сівозміну сої та кукурудзи на зерно і зростання витрат на вирощування цих культур зменшило умовний чистий прибуток на 7,2%.
Структура посівних площ та система живлення у сівозміні значно впливають на собівартість продукції. Вирощування культур у сівозмінах з насиченням 60–80% зернових на фоні мінерального живлення N52Р56К56 забезпечило підвищення собівартості зерна на 45–52% і кормових одиниць на 22–25% порівняно з контролем за рахунок збільшення витрат на вирощування.
Економічна оцінка кормових сівозмін показала, що сівозміни з 60–80% насиченням зерновими зернофуражними культурами на фоні мінеральної системи живлення N52Р56К56 та N62Р64К64 забезпечують умовний чистий прибуток у межах 22,819–26,927 тис. грн/га при рентабельності 122,5–151,1% (табл. 4).
Заміна в структурі посіву зернової кукурудзи на ячмінь (варіант 1) зменшила умовний чистий прибуток порівняно з варіантом 1а на 7,6% і рентабельність на 12,1%. Збільшення в структурі посіву кукурудзи до 40% (варіант 10) сприяло зростанню умовного чистого прибутку на 11,5% порівняно з варіантом сівозміни 1а з 20% кукурудзи в структурі посіву.
Введення в структуру посіву однорічних трав (20%) та ярого ячменю (20%) замість ярої пшениці зменшувало збір зерна на 9,9% порівняно з варіантом 10а, умовний чистий прибуток був, відповідно, меншим на 7,1%. В сівозміні, рекомендованій для господарств з виробництва молока, введення кукурудзи на силос, сої, гороху та трав забезпечило найвищий збір зерна пшениці озимої – 6,64 т/га, гороху – 4,27 т/га та пшениці ярої – 3,38 т/га, що сприяло отриманню найвищого умовного чистого прибутку – 26,921 тис. грн/га за рентабельності 151,1%.
Найвища ефективність добрив на варіанті 10 з насиченням сівозміни 80% зерновими, у тому числі 40% кукурудзи на зерно, за внесення N52Р56К56 (164 кг діючої речовини на 1 га сівозмінної площі) досягнута при врожайності 7,22 т/га зерна. Добрив було внесено у 1,16 раза більше порівняно з варіантами 1а, 10а, 15а та 6а.
Сівозміна варіанту 6а з насиченням зерновими 80%, включаючи 20% кукурудзи на силос, сприяла зниженню собівартості зерна і кормових одиниць на 13,3%, собівартість зерна зменшилась на 29,6% порівняно з варіантом 10а, де кукурудза займала 40% площі.
Найвищий показник енергетичної ефективності отримано в сівозмінах варіантів 1 та 6а відповідно до загальної біомаси (Кее 10,90 та 10,48 умовних одиниць) та основної продукції (4,97 та 4,27 умовних одиниць). Енергоємність основної продукції становила 185,4 та 134,8 ГДж/га з затратами енергії на вирощування культур відповідно 25,5 та 31,5 ГДж/га.
У сівозміні 10 з насиченням зернофуражними культурами 80%, включаючи 40% кукурудзи на зерно, енергоємність продукції становила 118 ГДж/га, а з урахуванням побічної продукції – 273,9 ГДж/га. Затрати енергії зростали до 27,8 ГДж/га, а Кее основної продукції становив 4,27 умовних одиниць при збільшенні на 9,83 ГДж/га порівняно з варіантами 10а, 15а при менших затратах добрив в 1,17 разу.
Найвищі затрати енергії на вирощування зерна становили: варіант 6а – 10,67 ГДж/га, варіант 15а – 7,45 ГДж/га, та варіант 1 – 6,25 ГДж/га. Найвищий показник витрати енергії становив 4,82 ГДж на 1 т зерна. Значне підвищення енерговитрат на вирощування продукції (31,5, 10,67 та 4,63 ГДж/га кормових одиниць) знижувало коефіцієнт енергетичної ефективності до 3,74 умовних одиниць у сівозміні 6а із 60% насиченням зерновими культурами за оптимальної системи живлення (188 кг діючої речовини на 1 га сівозмінної площі).
ВИСНОВКИ
На чорноземах Лівобережного Лісостепу України висока ефективність кормових сівозмін є наслідком оптимального підбору культур у сівозміні. Особливу увагу слід звернути на високоенергетичні культури, такі як кукурудза на зерно і силос, для молочних господарств, а для господарств із виробництва свинини – на кукурудзу на зерно, ячмінь, горох і сою.
Високоврожайні сівозміни, насичені зерновими культурами (кукурудза, ячмінь, горох, соя), забезпечили:
- вихід зерна з 1 га сівозмінної площі – 4,08–5,77 т/га;
- вихід кормових одиниць – 8,70–10,47 т/га;
- собівартість зерна – 3359–3724 грн/т;
- собівартість кормової одиниці – 1859–1876 грн/т;
- рентабельність – 122,5–151,1%.
Насичення сівозмін високоенергетичними культурами (кукурудза на зерно і силос, трави, редька олійна) сприяє накопиченню енергії в урожаї до 698,392 МДж/га. Коефіцієнт енергетичної ефективності (Кее) становить 5,4–7,02, що вище, ніж у варіанті, де кукурудза займає лише 14,3% (435,538 МДж/га, Кее – 3,8). За врожаю кукурудзи 10,0 т/га накопичення енергії в урожаї становить 150,608 МДж/га, Кее – 8,76. За врожаю 8,5 т/га накопичення енергії в урожаї становить 129,349 МДж/га, Кее – 7,6.
І. С. Шаповал, канд. с.-г. наук, В. П. Кравченко, канд. с.-г. наук, С. А. Ярмілко, наук. співр., Л. В. Яремич, мол. наук. співр., Черкаська державна с.-г. дослідна станція ННЦ Інституту землеробства НААН; Ю. А. Векленко, канд. с.-г. наук, стар. наук. співр., зав. відділу польових кормових культур сіножатей і пасовищ, Інститут кормів та с.-г. Поділля НААН
Опубліковано в журналі “Агроном”, 2025
