Вплив мінеральних добрив і попередників на витрати води пшеницею та її продуктивність

Ефективне використання польовими культурами вологи та поживних речовин із ґрунту є запорукою отримання високих і ста­більних врожаїв. У зв’язку зі зміною клімату в бік стрімкого потепління питання волого­забезпеченості та мінерального живлення сільськогосподарських культур набувають особливої гостроти і потребують правильного їх вирішення.

Система сівозмін і удобрення є най­більш доступними й ефективними чинника­ми, що регулюють живлення та впливають на ріст і розвиток культурних рослин, визна­чають їхню кінцеву продуктивність.

За обмежених фінансових ресурсів ефективним агротехнічним заходом отримання сталих врожаїв сільськогосподарських культур є внесення органічних добрив – гною, альтернативних джерел органічної ре­човини, таких як побічна продукція, сидера­ти, сапропелі тощо. Перспективним і еконо­мічно доцільним вважають вирощування багаторіч­них бобових трав у сівозмінах. За рахунок цих заходів ґрунт збагачується органічною речовиною і біологічним азотом, формується сприятливе для рослин трофічне середови­ще, накопичується ґрунтова волога, забезпе­чується достатнє живлення польової культу­ри впродовж вегетації.

У США широко практикують вирощу­вання бобових культур у сівозмінах, де їх частка становить майже 30%. Завдяки цьому можна поповнити ґрунт біологічним азотом і органічною речовиною, зменшити обсяги внесення азотних добрив, здешевити вироб­ництво сільськогосподарської продукції та зробити його стабільним, а отриману продук­цію – екологічно чистою і конкурентоспромо­жною.

Розвинені європейські країни, такі як Німеччина, Франція, Велика Британія, остан­німи роками дедалі активніше розвивають органічний напрям у землеробстві. Зменшення техногенного навантаження на довкілля, під­вищення потенціалу врожайності польових культур і отримання щороку якнайкращих обся­гів сільськогосподарської продукції є осно­вою зазначеної стратегії.

Метою наших досліджень було вивчення впливу бо­бових попередників і мінеральних добрив на витрати води рослинами пшениці озимої (Тrіtісum аеstіvum L.) та їхню продуктивність за тривалого, понад 40 років, застосування орга­нічних і мінеральних добрив у сівозміні.

Дослідження проводили у стаціонарному польовому досліді Білоцерківської дослідно-селекційної станції. Ґрунт дослідного поля – чорнозем вилугуваний середньосуглинковий, який має такі агрохімічну та фізико-хімічну ха­рактеристики орного (0–30 см) шару: гідролітична кислотність – 1,71–1,80 смоль/кг ґрунту (за Каппеном); загальний вміст гуму­су –3,6–3,8% (за Тюріним); рухомого фос­фору та калію – відповідно 153–170 і 64–78 мг/кг ґрунту (за Чириковим); лужногідролізованого азоту – 110–115 мг/кг ґрунту (за Корнфілдом).

Дослідження проводили у двох ланках сівозміни: 1) ячмінь ярий з підсівом конюшини – конюшина – пшениця озима; 2) ячмінь ярий – вика яра – пшениця озима. Ячмінь ярий, конюшину, ви­ку яру вирощували за післядії добрив; пше­ницю озиму – за прямої дії та післядії доб­рив. У сівозміні запроваджували органо-мінеральну систему удобрення: за дози добрив під пшеницю озиму N₆₀Р₆₀К₆₀ на 1 га сіво­змінної площі вносили N₄₃Р₄₃К₄₃ + 8,3 т гною; N₉₀Р₆₀К₆₀  – N₆₅Р₄₃К₄₃ + 8,3 т/га гною; N₆₀Р₆₀К₆₀ + солома – N₄₃Р₄₃К₄₃ + побічна продукція. Під пшеницю озиму вносили амонійну селітру, суперфосфат простий гра­нульований та калій хлористий із заорюван­ням добрив на глибину 0–30 см. Конт­роль – без добрив. Сорт пшениці озимої Ясочка – оригінатор Білоцерківська дослідно-селек­ційна станція Інституту біоенергетичних ку­льтур і цукрових буряків НААН. Агротехні­ка вирощування – загальноприйнята для цієї зони.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕННЯ

Проведені дослідження показали, що витрати вологи із ґрунту рослинами пше­ниці озимої у період весняного кущіння та впродовж вегетації суттєво залежали від по­передників і системи удобрення. Після ко­нюшини весняні запаси вологи у 1,5-метро­вому шарі ґрунту були на 11–23 мм більшими, ніж після вики ярої. Найбільші запаси вологи у ґрунті відмічались у контролі: після коню­шини – 230 мм, вики ярої – 207 мм. Внесення мінеральних добрив призводило до змен­шення запасів вологи в ґрунті у весняний пе­ріод порівняно з контролем на 14–26 мм за абсолютних показників у ланці з конюши­ною 204–211 мм, а з викою ярою – на 193 мм. Зменшення продуктивної вологи у ґрунті при внесенні добрив може бути наслідком більш інтенсивного її використання попередника­ми, які в зазначених варіантах формували вищу продуктивність (рис. 1).

За альтернативної системи удобрення пшениці озимої (N₆₀Р₆₀К₆₀ + солома) запаси продуктивної вологи в ґрунті у весняний пе­ріод були на рівні з варіантом внесення мінеральних добрив (N₆₀Р₆₀К₆₀) – відповідно 211 і 204 мм у 1,5-метровому шарі ґрунту. Тривале, понад 40 років, застосування в сіво­зміні органічних і мінеральних добрив не мало переваг порівняно з конт­ролем за обся­гами накопичення продуктивної вологи у ґрунті в агроценозі пшениці озимої.

Система удобрення і бобові поперед­ники зумовлювали істотне поліпшення ефективності використання вологи рослинами озимини впродовж вегетації.
За внесення добрив на формування 1 т урожаю пшениця озима витрачала вологи менше порівняно з контролем: у ланці з конюшиною – на 116–­126 м³, викою ярою – на 156 м³.

Так, у контролі при вирощуванні ози­мини після конюшини витрати вологи рослинами на формування 1 т урожаю досягали 348 м³, а вики ярої – 415 м³. Після конюшини кількість вологи, витраченої на одиницю врожаю зерна, зменшилась на 67 м³.

Найбільш ефективно пшениця озима використовувала вологу із ґрунту за внесення N₆₀Р₆₀К₆₀ при вирощуванні її після конюши­ни. На формування 1 т урожаю озимина витрачала 212 м³ вологи, що на 136 м³ менше порівняно з конт­ролем і на 47 м³ – з анало­гічним варіантом, де попередником була ви­ка яра.

Це дає підстави стверджувати, що введення у сівозміну багаторічних бобових трав і 40-річна практика внесення органічних і мінеральних добрив створювали високий фон ефективної родючості ґрунту, і в зв’язку з цим рослини пшениці озимої ефективніше використовували вологу із ґрунту на форму­вання одиниці врожаю.

Система удобрення і бобові попередники істотно впливали на продуктивність пше­ниці озимої. Урожайність зерна була значно вищою при розміщенні озимини після коню­шини, ніж після вики ярої. В контролі, де пшеницю озиму вирощували після конюши­ни, урожайність була вищою, ніж у варіанті з попередником викою ярою на 1,25 т/га; за внесення під озимину N₆₀Р₆₀К₆₀ – на 1,32 т/га, N₉₀Р₆₀К₆₀ – на 0,38 т/га. Більші обсяги біоло­гічного азоту в ґрунті, накопиченого за ра­хунок конюшини, зумовлювали кращі умови для азотного живлення рослин пшениці озимої, а відтак – підвищення продуктивності (див. табл.).

Найкращі результати було отримано при вирощуванні пшениці озимої після конюшини і внесенні мінеральних добрив в дозі N₆₀Р₆₀К₆₀. На фоні 40-річного внесення у сівозміні N₄₃Р₄₃К₄₃ + 8,3 т гною на 1 га сівозмінної площі та безпосередньо під пшеницю озиму N₆₀Р₆₀К₆₀ урожайність зерна становила 6,76 т/га з перевищенням контролю на 1,99 т/га.

Високу ефективність за вирощування пшениці озимої після конюшини показала альтернативна система удобрення сівозміни (N₄₃Р₄₃К₄₃ + побічна продукція на 1 га сівозмінної площі) з внесенням безпосередньо під зернову культуру N₆₀Р₆₀К₆₀ + солома: урожайність зерна дорівнювала 6,60 т/га з перевищенням конт­ролю на 1,83 т/га.

В зернових ланках з бобовими попередниками неефективним виявилось збільшення дози внесення азотних добрив під пшеницю озиму з 60 до 90 кг/га д. р. За посиленого азотного живлення урожайність озимини після конюшини досягала 5,88 т/га, вики ярої – 5,50 т/га. Збільшення дози азотних добрив на 30 кг/га д. р. супроводжувалось зменшенням урожайності на 0,88 т/га за вирощування озимини після конюшини, а вики ярої – незначним її підвищенням на 0,08 т/га. Це дає підстави вважати, що значні обсяги біологічного азоту в ґрунті, накопичені завдяки конюшині, на фоні 40-річного внесення у сівозміні N₆₅Р₄₃К₄₃ + 8,3 т/га гною на 1 га сівозмінної площі зумовлювали високий фон азотного живлення, який, очевидно, недостатньо гармоніював із забезпеченням ґрунту іншими поживними речовинами, що в остаточному підсумку негативно позначилось на урожайності пшениці озимої.

Посилене азотне живлення рослин озимини за рахунок внесення азотних добрив та бобових попередників позитивно вплинуло на якість зерна. Вміст білка в зерні пшениці, що йшла після конюшини, був значно вищим, ніж у варіанті з попередником викою ярою. Так, в контролі вміст білка в зерні озимини, вирощеної після конюшини, становив 11,4%, вики ярої – 11,0%; за внесення під пшеницю озиму добрив у дозі N₆₀Р₆₀К₆₀ – відповідно 11,9 і 11,5%; N₉₀Р₆₀К₆₀ – 12,1 і 11,8%. Вирощування пшениці озимої після конюшини супроводжувалось збільшенням вмісту білка в зерні порівняно з попередником викою ярою на 0,3–0,4%.

За вирощування пшениці озимої після бобових культур встановлено, що вона надто чутлива до збільшення дози внесення азотних добрив. За рахунок мінерального азоту добрив, внесених у дозі 60–90 кг/га д. р., вміст білка в зерні пшениці озимої порівняно з контролем підвищувався – за вирощування після конюшини на 0,5–0,7%, а вики ярої – на 0,5–0,8% (див. рис. 2).

Найкращі показники якості зерна було отримано за вирощування озимини після конюшини із внесенням N₉₀Р₆₀К₆₀ на фоні 40-річного удобрення сівозміни N₆₅Р₄₃К₄₃ + 8,3 т/га гною на 1 га сівозмінної площі: вміст білка в зерні становив 12,1%, що перевищує контроль на 0,7%.

ВИСНОВКИ

1. В період весняного кущіння пшениці озимої у 1,5-метровому шарі ґрунту накопичувалось 193–230 мм продуктивної вологи. Найефективніше вологу з ґрунту рослини пшениці озимої використовували за внесен­ня N₆₀Р₆₀К₆₀ після конюшини: на формуван­ня 1 т урожаю було витрачено 212 м³, що на 136 м³ менше порівняно з контролем і на 47 м³ менше, ніж в аналогічному варіанті з попередником викою ярою.
2. Внесення N₆₀Р₆₀К₆₀ під пшеницю, попередником якої була конюшина, зумови­ло найвищу урожайність зерна – 6,76 т/га, вищу на 1,99 т/га порівняно з контролем. Вирощування озимини після вики ярої за внесення такої ж дози добрив призводило до зменшення урожайності зерна на 1,32 т/га. Неефективним в обох ланках сівозміни було збільшення дози внесення азотних добрив під пшеницю озиму з 60 до 90 кг/га д. р.: піс­ля конюшини урожайність зерна зменшилась на 0,88 т/га, а після вики ярої – на 0,08 т/га.
3. Посилене азотне живлення за раху­нок бобових попередників і азотних добрив зумовлювало істотне підвищення якості зер­на пшениці озимої. Високий вміст білка в зерні було отримано за внесення під озими­ну N₉₀Р₆₀К₆₀ на фоні 40-річного удобрення сіво­зміни N₆₅Р₄₃К₄₃ + 8,3 т/га гною на 1 га сівозмінної площі й вирощування зернової культури після конюшини – 12,1%, що бі­льше, ніж в контролі без добрив, на 0,7%.

Я. П. Цвей, Р. В. Іваніна, С. М. Сенчук, Інститут біоенергетичних культур і цукрових буряків НААН України.

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020