18 Травня 2022

Накопичення вологи при мульчувальному обробітку ґрунту в умовах Степу

В останні роки тема накопичення вологи у ґрунті стає все більш актуальною, особливо для посушливих регіонів. Середньорічна температура повітря поступово підвищується, а ситуація з опадами погіршується. Тому багато агрономів задумуються над тим, як ефективніше утримати вологу і розумно її використати.

На полях ІЗК НААН і дослідного господарства «Дніпро» впродовж 30 років (1985–2015) проводилося вивчення стокорегулівної та і вологонакопичувальної ефективності різних способів і глибини основного обробітку ґрунту при вирощуванні кукурудзи на рівнині та схилах. Використовувалися відвальні плуги, діагональні розпушувачі, чизельні культиватори, комбіновані агрегати плоскорізного типу, важкі дискові борони, щілерізи. Пожнивні залишки попередника при збиранні врожаю подрібнювалися і рівномірно розподілялися по полю.

Ґрунти – чорноземи звичайні повнопрофільні й еродовані середньо- і важкосуглинистого гранулометричного складу, що містять в орному шарі 2,3–4,2% гумусу.

Однією з важливих складових прибуткової частини водного балансу ґрунту при вирощуванні кукурудзи в зоні Степу є запаси вологи, сформовані впродовж зими. При цьому їх структура трансформується двома шляхами: накопиченням снігу та зміною температури ґрунту, яка безпосередньо впливає на його водовбирну здатність і засвоєння опадів.

Термічний ефект снігової меліорації залежить насамперед від потужності та щільності утвореного екрану. З огляду на те, що найбільші коливання температурних показників фіксуються на межі «дієва поверхня ґрунту – приземний повітряний простір», навіть незначний шар снігу (1–2 см) оптимізує мікроклімат чорнозему, а різниця температури повітря і ґрунту в такому разі становить 4–5°С. Сніговий покрив 5–10 см заввишки при короткочасному похолоданні збільшує розбіг до 12–14°С.

У наших дослідах сприятливі умови для накопичення снігу (15,6 см) створювалися при чизельному стрічковому обробітку ґрунту на глибину 10–27 см, де гребенистість нанорельєфу восени варіювала від 18,3 см в посушливі й до 16,0 см у сприятливі в плані зволоження роки, а на поверхні залишалося 320–370 шт./м2 (у перерахунку на умовну стерню) пожнивних залишків, 30–35% яких були у напівстоячому або вертикальному положенні.

Ці чинники зумовили зниження швидкості вітру, створювали перешкоди руху снігу, який відкладався в заглибленнях 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 весняних польових робіт 171–201 мм продуктивної вологи (табл. 1).

Таблиця 1. Накопичення продуктивної вологи у ґрунті, мм (шар 0–150 см)

При оранці та мілкому розпушуванні ґрунту висота снігового покриву порівняно з чизельним обробітком була меншою на 4,6–5,1 см. Процеси його формування тут значною мірою залежали від активності вітру (ризик неконтрольованого перенесення снігу та утворення заметів у захисній зоні лісосмуги або на дні балки) і коливань температури повітря (утворення крижаної кірки призводить до нерівномірного розподілу твердих опадів у межах поля).

Темпи відтавання чорнозему і поглинання вологи істотно залежать від стану підстильної поверхні й агрофізичних властивостей орного шару. На задискованих фонах площа взаємодії талої води із ґрунтом менша, ніж при оранці та чизелюванні, танення снігової відбувається значно повільніше, відповідно, більше вологи втрачається на стік і випаровування в атмосферу. Водночас зниження некапілярної шпаруватості й наявність ущільненого шару на глибині 10–20 см гальмує швидкість інфільтрації, унеможливлює промочування нижніх горизонтів і звужує діапазон активної вологи. Зменшення її запасів при мілкому дискуванні може бути пов’язано також із розпиленням ріллі та утворенням диспергуючої ґрунтової кірки, яка блокує всмоктування води. Наприклад, порівняно з оранкою, де на поверхню виносяться структурні агрегати, і чизелюванням, коли за рахунок вібрації стійок знаряддя пилувата фракція сепарується профілем донизу, вміст часточок менше ніж 0,25 мм при мілкому дисковому розпушуванні ґрунту збільшується на 8,4–9,9%.

Показово, що водний режим чорнозему в сівозміні короткої ротації погіршувався навіть у разі проведення мілкого дискового обробітку на рівнині через два роки на третій. Особливо це помітно при недоборі нормативної суми опадів у зимовий період (менше ніж 120 мм), високій щільності їх випадання в часі (понад 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 в першій ротації знизилися до рівня 118 мм в другій ротації, що менше, ніж при оранці та чизелюванні, на 37–45 мм. При цьому тільки 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.

Читати по темі: Агрометеорологічні особливості осені та їх вплив на озимі культури

Негативний вплив мілкого дискування на процеси акумуляції та збереження вологи в холодну пору року проявлявся не тільки в прямій дії (кукурудза), а й у післядії (ячмінь), незалежно від способу основного обробітку ріллі безпосередньо під зернову колосові культури (оранка на 20–22 см, безвідвальне розпушування на 20–22 см).

Наслідків надмірної мінімізації зяблевого обробітку ґрунту на рівнині можна уникнути шляхом його поглиблення до 14–16 см (верхня межа мілкого розпушування ріллі) та заміни важких дискових борін фронтальними комбінованими агрегатами, обладнаними вузькими плоскорізними лапами і пристроями ротаційного типу.

Із п’яти років досліджень (2011–2015) тільки один раз було зареєстровано перевагу оранки в накопиченні 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 мілко оброблених ділянках утворювалося крижане покриття, яке перешкоджало вбиранню талої води в нічний час – воно поновлювалося лише в денні години після відтавання льоду. В решту років мульчувальний агрофон акумулював на 87–167 м3/га продуктивної вологи більше, ніж відвальний.

На еродованих землях схилів при низькій загальній шпаруватості й оструктуреності орного шару мілкий обробіток, незалежно від типу знарядь (дискові, плоскорізні), істотно гальмує засвоєння вологи опадів. Ґрунт переущільнюється і запливає, оброблений шар швидко переповнюється талою або дощовою водою, її надлишки витрачаються на стік. Значна кількість рідини переходить у плівчасту форму, менш доступну для коренів кукурудзи, ніж капілярна волога. Внаслідок негативних явищ при тривалому мінімальному обробітку в стаціонарному досліді спостерігали вкрай нестабільний за роками вихідний (весняний) рівень запасів доступної вологи, який в середньому дорівнював 150 мм, тоді як чизельний агрофон (10–27 см) містив 171 мм.

Відмінності за варіантами зростали в разі осіннього осушення ґрунту і сніжної зими. При такому сценарії поглиблення основного обробітку суттєво збільшує водовмісність орного і глибину промочування коренеактивного шару за рахунок наявності вільного порового простору, підвищення глибистості і тріщинуватості пласта.

На схилах до 5 градусів ефективна технологія на основі деблокуючого обробітку ріллі. Її суть полягає в нарізуванні щілин у ґрунті під попередник (пшениця) і подвійному (восени і навесні) розтинанні їх шляхом смугового витіснення блокуючого верхнього шару з зайнятого обсягу в гребені. Таким чином формуються борозни, які направляють талі й дощові води в щілини. Створення системи борозен при зяблевому обробітку під кукурудзу проводять важкими чизельними культиваторами типу Conser Till Plow, Horsch Tiger MT, Cultiplow Gold.

На суглинному чорноземі щілина, армована корінням рослин, зберігала пухку будову в нижній частині до 3-х років. При цьому верхній шар, який блокує всмоктування води, по оранці становив 25–27 см, по чизелюванню не перевищував 10–12 см, що дало змогу накопичити додатково впродовж зими 220 м3/га доступної вологи. Навесні перша культивація міжрядь посилювала реальну водопроникність ґрунту під час дощів у першому випадку на 0,18, у другому – на 0,32 мм/хв. Однак найкращий результат з точки зору розкриття щілинних трас і засвоєння опадів отримано при підгортанні рослин у рядках. Цей агроприйом забезпечив приріст запасів вологи в шарі 0–100 см 35,8 мм і підвищення врожайності на 0,45 т/га (табл. 2).

Таблиця 2. Ефективність деблокуючого обробітку ґрунту на схилах

ВИСНОВКИ

У зимовий період обсяги накопичення продуктивної вологи (шар ґрунту 0–150 см) при вирощуванні 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 см), яке утворює хвилястий нанорельєф і стерньовий екран на полі. З точки зору регулювання стоку та накопичення вологи мілке дискування на 10–12 см (рівнина) і плоскорізне розпушування пласта на 12–14 см (схил) виявилися неефективними.

Оптимізувати процеси засвоєння опадів взимку на повнопрофільних чорноземах можна за рахунок поглиблення плоскорізного обробітку до 14–16 см, на еродованих землях – шляхом деблокування раніше нарізаних щілин (під попередник) знаряддями чизельного типу.

А. І. Горбатенко, В. М. Судак, В. І. Чабан, Л. М. Десятник, кандидати с.-г. наук, С. С. Семенов, Інститут зернових культур НААН України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2021

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

0 Коментарі
Вбудовані Відгуки
Переглянути всі коментарі

СТАТТІ ПО ТЕМІ

5 основних принципів здоров’я ґрунту

ЗАХИСТ ПОВЕРХНІ ҐРУНТУ Першим кроком до відновлення здоров'я...

Вуглець нам не ворог!

НАДМІР ВУГЛЕЦЮ Чи помічаєте ви, скільки шкоди завдає...

Погода

Kyiv
сильний дощ
8 ° C
8.2 °
7.6 °
90 %
0.9kmh
100 %
Ср
13 °
Чт
19 °
Пт
20 °
Сб
22 °
Нд
13 °