20 Жовтня 2021

Ефективність технології Strip-till при вирощуванні кукурудзи

Аграрна галузь стає дедалі вразливішою до зміни клімату: тривалої посухи, екстремально високих температур, нерівномірного та короткочасного надходження вологи у вигляді злив із подальшими посушливими періодами. Стресові чинники особливо негативно впливають на просапні культури (соняшник, кукурудзу та ін.), які на початку вегетації не можуть протистояти руйнівній дії злив та суховіїв і потребують проведення заходів щодо збереження вологи й вирівняної динаміки їх надходження. Тому пошук і впровадження нових технологій, які б забезпечили підвищення ефективності виробництва рослинницької продукції, є надзвичайно актуальним. При дефіциті опадів необхідно адаптувати технології обробітку ґрунту під просапні культури в напрямку максимального вологозбереження та вологонакопичення, що дасть можливість отримувати більш стабільні врожаї та, в свою чергу, знизить собівартість продукції.

Метою досліджень було з’ясування впливу смугового способу обробітку ґрунту на накопичення та збереження вологи у критичних фазах органогенезу кукурудзи порівняно із традиційним обробітком, визначення приросту біологічної урожайності, здійснення економічного оцінювання досліджуваних варіантів обробітку ґрунту.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ 

Смуговий обробіток ґрунту запроваджений на експериментальному полігоні УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого загальною площею близько 21 га. Одночасно з перевіркою ефективності смугового обробітку досліджувались і різні способи сівби, для чого було виділено дослідну ділянку, сівба кукурудзи на якій здійснювалась пунктирним та шаховим способами. Тому порівняльне оцінювання ефективності агротехнічних прийомів (спосіб обробітку ґрунту/спосіб сівби) проводилось на трьох варіантах: 1) смуговий/пунктирний; 2) смуговий/шаховий; 3) оранка/пунктирний (контроль).

Слід відмітити, що технологічні операції системи Strip-till можуть бути розрізненими або суміщеними, коли в часі рознесені процеси формування смуг і сівби. Однак в обох випадках поверхня смуг вкрита рослинними рештками, що потребує сівалок, дообладнаних блоком очищення смуги, зазвичай у вигляді зірчастих дисків. Базовими машинами комплексу техніки цієї технології є агрегати для формування смуг та сівалки. На рис. 1 представлено комплекс машин для смугового обробітку ґрунту та сівби, який використовувався в експерименті.

Рис. 1. Комплекс машин для вирощування культур за смуговим обробітком ґрунту
Рис. 1. Комплекс машин для вирощування культур за смуговим обробітком ґрунту: а – агрегат для нарізання смуг з одночасним внесенням мінеральних добрив СТА-4; б – просапна сівалка ВЕГА-8 з висівними секціями, дообладнаними блоком зірочок для роботи в умовах високого вмісту рослинних решток

Кукурудза має певні періоди розвитку, які є критичними з точки зору вологозабезпечення. На графіку (рис. 2) зображено основні етапи органогенезу та виділено критичні фази (КФ).

Рис. 2. Критичні періоди вологозабезпечення кукурудзи за фазами розвитку
Рис. 2. Критичні періоди вологозабезпечення кукурудзи за фазами розвитку

Загалом у першій половині вегетації кукурудза досить ощадливо використовує ґрунтову вологу: від появи сходів до утворення 5 листків використовується 7–8% загального споживання. Брак вологи у період від появи 7-го листка до викидання волотей мало впливає на урожай, але за довшої тривалості посухи він може знизитися на чверть. Надалі приріст вегетативної маси починає різко збільшуватися, що підвищує вимоги до вологозабезпечення рослин. Якщо у фазі виходу в трубку (11–13–й листок) вологи недостатньо (КФ1), то ріст рослин і формування качанів гальмуються, а продуктивність знижується.

Наступна фаза розвитку (викидання волотей, КФ2) може тривати від 7 до 12 діб. У цей період завершується формування пилку, витягуються всі членики суцвіть і триває органогенез жіночих суцвіть. За сприятливих погодних умов через 5–7 діб після виходу волоті з розтрубу верхнього листка вона зацвітає.

Продуктивність роботи листкового апарату досягає максимуму з початком цвітіння, і ріст рослини у висоту припиняється. До цього моменту інтенсивність росту і швидкість проходження окремих фенофаз суттєво залежать від суми активних температур, кількості опадів до періоду цвітіння чоловічих суцвіть, тривалості світлового дня, густоти посіву та ін.

Показником сприятливості умов вирощування культури є темпи приросту рослин у висоту. У перші 15 діб після появи сходів середньодобовий приріст за оптимальних умов коливається у межах 1,2–2,4 см, у наступні 1–2 тижні дещо знижується, а далі знову поступово зростає, досягаючи максимуму за 7–10 діб до викидання волотей.

Від викидання волотей до молочної стиглості зерна впродовж 30 діб триває критичний для кукурудзи період у плані вологозабезпечення (КФ3). Значне використання вологи пов’язане з інтенсивним накопиченням сухих речовин, цвітінням, заплідненням і початком утворення зернівок. Від фази 15 листків до середини молочної стиглості рослина кукурудзи використовує 69–73% від загального споживання вологи. Брак вологи у цей період, особливо у поєднанні з повітряною посухою, спричиняє в’янення рослин, передчасне підсихання листя, зниження активності фотосинтезу, порушення процесів запліднення і формування зерна, а отже, зниження урожаю.

Далі настає період наливу і достигання зерна (КФ4). У цей період кукурудза потребує менше вологи. Проте брак вологи у фазі молочної стиглості призводить до передчасного припинення наливу: верхівки качанів або залишаються неозерненими, або на них формується дрібне зерно. Оптимально вимоги рослин у цей період забезпечуються за 70–80% вологомісткості шару ґрунту, у якому розміщуються корені.

Важливим нюансом застосування системи Strip-till та відповідних агрегатів є те, що необроблена смуга виступає своєрідним буфером, з якого вода мігрує в оброблену зону, чим забезпечується вологообмін, відновлення і нормалізація життєдіяльності ґрунтової біоти. Однією з умов застосування смугового обробітку ґрунту є управління рослинними рештками. Залишена на полі побічна продукція рослинництва (стерня, листя, стебла, солома тощо), рівномірно розподілена по поверхні, створює шар мульчі, який дає змогу оптимізувати температурний режим, вологість, біологічну активність ґрунту.

У перший період росту й розвитку рослин вирішальне значення мають запаси продуктивної вологи у верхньому 0–20 см шарі ґрунту. Недостатні запаси вологи негативно впливають на наростання вегетативної маси і призводять до слабкого використання вологи з більш глибоких шарів ґрунту в період формування зерна. Щоб оцінити забезпеченість рослин кукурудзи вологою у критичні періоди вегетації, досліджувався рівень запасів продуктивної вологи та вологість ґрунту в шарі 0–40 см, де зосереджена основна маса коріння (рис. 3, 4).

Рис. 3. Відбір проб на вологість ґрунту в шарах 0–40 см на обробітку Strip-till
Рис. 3. Відбір проб на вологість ґрунту в шарах 0–40 см на обробітку Strip-till: а – не оброблена смуга; б – оброблена смуга (критичний період – фаза стеблування)

Рис. 4. Зміна вологості ґрунту в кореневмісному шарі 0–40 см за фазами вегетації кукурудзи
Рис. 4. Зміна вологості ґрунту в кореневмісному шарі 0–40 см за фазами вегетації кукурудзи

Оцінка водного режиму сівозміни проводилась за шкалою відповідності запасів продуктивної вологи в ґрунті під кукурудзу в різні періоди вегетації.

На період сівби кукурудзи в шарі 0–20 см на смуговому обробітку (необроблена смуга, рис. 5) запаси доступної вологи становили 19,4 см і поступалися запасам на контролі, що вплинуло на подальший ріст рослин.

Рис. 5. Динаміка зміни запасів доступної вологи
Рис. 5. Динаміка зміни запасів доступної вологи

Дані рис. 5 вказують, що запаси продуктивної вологи у фазі достигання на смуговому обробітку (шар ґрунту 0–40 см) збільшились порівняно з контролем на 14–17%, тобто відбулося накопичення вологи від сівби до збирання майже в 2,5 разу.

Динаміка зміни висоти кукурудзи залежно від вологозабезпечення в різні етапи органогенезу представлена на рис. 6.

Рис. 6. Динаміка висоти рослин кукурудзи за фазами
Рис. 6. Динаміка висоти рослин кукурудзи за фазами

Дослідження впливу смугового обробітку на продуктивність зерна та біологічну врожайність сівозміни проводилось методом обліку кінцевої густоти рослин перед збиранням та відбору зразків для визначення структури урожаю (рис. 7).

Рис. 7. Зернова продуктивність кукурудзи (гібрид EXPH-002)
Рис. 7. Зернова продуктивність кукурудзи (гібрид EXPH-002)

Результати аналізу елементів структури врожаю і біологічної урожайності (табл. 1) показали, що найкращі показники щодо озерненості, маси зерна з одного качана, маси 1000 насінин отримано за смугового обробітку порівняно з оранкою.

Таблиця 1. Порівняльна характеристика елементів структури біологічної урожайності кукурудзиВикористання смугового обробітку ґрунту при вирощуванні кукурудзи дало можливість скоротити на 40% затрати праці на обробіток ґрунту та сівбу, використовувати пальне на 50% менше порівняно з традиційним способом, а також на 24-29% скоротити прямі експлуатаційні витрати (табл. 2), що загалом прогнозує суттєве зниження собівартості зерна.

Таблиця 2. Техніко-економічні показники смугового обробітку ґрунту з пунктирною та шаховою сівбою кукурудзиВИСНОВКИ

  1. Аналіз результатів вирощування кукурудзи дає змогу визначити смуговий обробіток ґрунту як перспективний.
  2. Встановлено, що смуговий обробіток ґрунту має перевагу в накопиченні та збереженні вологи у критичні фази органогенезу кукурудзи порівняно із традиційним обробітком.
  3. Урожайність зерна кукурудзи на смуговому обробітку, в т. ч. при пунктирному і шаховому способах сівби, на 17,1 і 19,0% відповідно вища порівняно з оранкою.
  4. Використання смугового обробітку порівняно із традиційною оранкою суттєво знижує затрати праці (близько 40%), витрати палива (майже на 50%), прямі експлуатаційні витрати (на 24–29%) та загалом сприяє зниженню собівартості зерна.

Л. Шустік, канд. техн. наук, ст. наук. співр.; Н. Нілова, ст. наук. співр.; С. Степченко, ст. наук. співр.;  О. Тихоненко, ст. наук. співр., УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2019

Найсвіжіші матеріали читайте в журналі «Агроном». Слідкуйте за головними агрономічними новинами на нашій сторінці у Facebook та каналі в Telegram

СТАТТІ ПО ТЕМІ

Кукурудза любить кальцій

Незважаючи на останні досягнення науки і селекції,...

Здоров’я кукурудзи залежно від виду азотних добрив

Впродовж усього періоду вегетації посіви «атакують» збудники...

Вплив агрокліматичних умов на урожайність кукурудзи

Кліматичні правила українського кукурудзяного поясу змінюються разом...

Погода

Kyiv
рвані хмари
-0.1 ° C
2 °
-4.1 °
67 %
0kmh
65 %
Ср
15 °
Чт
19 °
Пт
17 °
Сб
10 °
Нд
4 °