Вплив водного режиму та способів обробітку ґрунту на продуктивність кукурудзи

332
Вплив водного режиму та способів обробітку ґрунту на продуктивність кукурудзи

Велике значення у ви­робництві фуражного зерна в умовах зрошення має кукурудза, яка за врожайністю переважає всі інші кормові культури. Аналіз причин отримання низьких врожаїв на поливних землях дав змогу визначити одну з головних – порушення поливного режиму, що включає несвоєчасне проведення поливу і неправильне встановлення поливних норм, які не беруть до уваги потреби у волозі сільськогосподарських культур, ґрунтово-кліматичні умови зони зрошуваного землеробства та рівень ґрун­тових вод.

Водночас сучасні умови ведення землеробства на зрошуваних землях потребують також розробки нових та удосконалення звичних систем землеробства, які є одним із найважливіших заходів регулювання водного та повітряного режимів ґрунту.

У практиці зрошува­ного землеробства застосовуються три основних види режимів зрошення: загальновизнаний – забезпечує вологість ґрунту в діапазоні оптимального зволожен­ня, а значить, і потенційний рівень водоспоживання культур впродовж усього поливного сезону; водозберігаючий – спрямований на досягнення економії водних ресурсів та екологічної безпеки зрошення за рахунок обмеження водоспоживання рослин у некри­тичні фази їх розвитку, коли це не призводить до істотних втрат врожаю; ґрунтозахисний – мінімізує техногенне навантаження на ґрунти, покращує фізич­ні та хімічні властивості, забезпечує отримання пла­нової врожайності й економічної ефективності.

Багаторічними дослідженнями українських науковців виявлено, що підвищення родючості ґрунту в умовах зрошення можна досягти завдяки різноглибинному обробітку ґрунту без обертання скиби. Такий обробіток є енергоз­берігаючим і на 20–75% запобігає розвитку ерозії, підвищує водопроникність, сприяє накопиченню вологи після поливів і опадів. До того ж за глибокої оранки, особ­ливо в початковий період розвитку, рослини забезпе­чуються поживними речовинами гірше, ніж за обробітку без обертання скиби; активна мікрофлора верхнього шару руйнується, а післяжнивні рештки загортаються на глибину, де їх розкладання уповіль­нюється, як і розвиток самих рослин у початковий період.

В ста­ціонарному досліді відділу зрошуваного землероб­ства на землях дослідного поля Інституту зрошувано­го землеробства НААН України впродовж 2013–2015 років в 4-пільній ланці плодозмінної сівозміни на Інгулецькій зрошувальній системі вивчали три режими зрошення, які відрізнялися між собою передполивними порогами вологості ґрунту відповідно до міжфазних періодів вегетації, витратами поливної води на їх виконання на фоні трьох систем основного обробітку ґрунту.

Чинник А (режим зрошення):

  1. 70–70–70% НВ (загальновизнаний);
  2. 70–80–70% НВ (водозберігаючий);
  3. 80–80–80% НВ (ґрунтозахисний).

Періоди:
I. 9–10 листків;
II. 9–10 листків – формування зерна;
III. формування зерна – воскова стиглість зерна.

Чинник В (системи основного обробітку ґрунту):

  1. Система різноглибинного полицевого обробітку (оранка під кукурудзу на 25–27 см);
  2. Система різноглибинного безполицевого обробітку (чизельний обробіток під кукурудзу на 25–27 см);
  3. Система одноглибинного мілкого дисково­го обробітку (дисковий обробіток під кукурудзу на 12–14 см).

Агротехніка вирощування кукурудзи в досліді була загальновизнаною для зрошуваних земель південного Степу, крім чинників, що досліджувалися. Для закладання варіантів досліду використовували знаряддя: ПЛН-5-35, ПЧ-2,5, БДВ-4,2.

Висівали гібрид середньої групи стиглості MAS 44.А з густотою стояння 80 тис/га.

Доза азотних добрив N150 д.р., попередник – соя. Ґрунт дослідного поля темно-каштановий середньосуглинковий з низькою забезпеченістю нітра­тами та середньою – рухомим фосфором і обмінним калієм, вміст гумусу в шарі 0–30 см становить 2,25%. Поливання проводили дощувальним агрегатом ДДА-100МА.

Запланованими дослідженнями було передба­чено вивчити вплив усіх зазначених режимів зрошен­ня, способів і глибини основного обробітку ґрунту на продукційні процеси рослин та врожайність куку­рудзи на зерно.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Встановлено, що роки проведення досліджень за дефіцитом вологозабезпеченості були такими: 2013 р. – середній, 2014 р. – середньо сухий, 2015 р. – середньовологий. На час сходів рослин кукурудзи вологість метрового шару ґрунту за роки досліджень була в інтервалі 90,1–92,0% НВ за оранки на 25–27 см, 81,2–91,1% НВ та від 77,5 до 90,6% НВ відповідно за чизельного глибокого і мілкого обробітку. Отже, і загальні та продуктивні запаси були також більш високими за полицевого розпушування, оскільки цей агротехнічний захід сприяв кращому поглинанню вологи за осінньо-зимовий період.

За оранки спостерігався найменший дефіцит вологи (263 м3/га), тоді як за чизельного та дискового обробітку він збільшився на 118–165 м3/га відповідно (табл. 1).

Таблиця 1. Динаміка запасів вологи за різних систем основного обробітку ґрунту при оптимальному зволоженніАналіз цих показників за системами основного обробітку ґрунту свідчить про те, що максимальна кількість загальної та продуктивної вологи з найменшим дефіцитом фіксувалась за оранки відповідно до усіх строків відбору вологості. За глибокої оранки і чизельного розпушування ці показники змінюються в межах 2,4–4,7%.

Для підтримання вологості ґрунту на рівні 70% НВ в 0,5-метровому шарі ґрунту впродовж міжполивного періоду (загальновизнаний режим зрошення) було проведено 6 поливів зрошувальною нормою 2950 м3/га (табл. 2).

Таблиця 2. Основні показники режиму зрошення зернової кукурудзиПідвищення передполивного порогу вологості розрахункового шару ґрунту до 80% НВ у критичний період росту та розвитку рослин (водозберігаючий режим зрошення) зменшило зрошувальну норму до 2567 м3/га, водночас кількість поливів зросла до 7,3. Призначення поливів за передполивного порогу вологості ґрунту 80% НВ впродовж вегетації рослин кукурудзи (ґрунтозахисний режим зрошення) викликало необхідність проведення 9,3 поливу зрошувальною нормою 2817 м3/га. Поливи забезпечили поповнення запасів продуктивної вологи, необхідної для росту та розвитку рослин і формування врожаю.

Запаси вологи метрового шару ґрунту, опади й різна кількість зрошувальної води за режимними варіантами позначились на показниках сумарного водоспоживання, які коливались у межах від 4769 до 5345 м3/га.

кукурузаСлід зазначити, що цей показник пропорційно залежав від зрошувальної норми. Якщо при загальновизнаному режимі зрошення з рівнем передполивної вологості ґрунту 70–70–70% у середньому за чинником А він становив 5278 м3/га, то при водозберігаючому та ґрунтозахисному режимах – 4806 та 5030 м3/га відповідно. Способи обробітку ґрунту не вплинули на величину сумарного водоспоживання і становили в середньому за чинником В, 5091 м3/га за оранки, 5043 – за чизельного та 4980 м3/га за дискового розпушування.

У балансі водоспоживання за вегетаційний період потреба у воді в варіантах з різним режимом зрошення забезпечується на 14–17% за рахунок продуктивних запасів, на 27–30% – опадів весняно-літнього періоду вегетації та на 53–57% – вегетаційних поливів (табл. 3).

Таблиця 3. Баланс сумарного водоспоживання кукурудзи на зерно з шару ґрунту 0–100 см за різних режимів зрошення та способів обробітку ґрунтуНайменшою була питома вага викори­стання вегетаційних поливів (53–55%), найбільшою – опадів (30%) за водозберігаючого режиму зрошення. Аналіз використаної вологи для формування одиниці врожаю свідчить, що найбільша її кількість (414 м3/т) витрачена при загальновизнаному режимі зрошення. Дещо менше використано вологи на формування одиниці врожаю (387 та 383 м3/т відповідно) у варіантах з водозберігаючим та ґрунтозахисним ре­жимами зрошення (табл. 4).

Таблиця 4. Коефіцієнт водоспоживання кукурудзи на зерно за різних режимів зрошення та способів обробітку ґрунту, м3/тСеред способів обробітку ґрунту найбільшу ве­личину (466 м3/т) цього показника отримано при застосуванні мілкого безполицевого обробітку ґрунту. Глибоке чизельне розпушування сприяло зменшенню кількості вологи для формування однієї тонни вро­жаю на 22,1–23,8%.

Збільшення зрошувальної норми та вихідних вологозапасів також впливало на середньодобове випаровування зернової кукурудзи (табл. 5).

Таблиця 5. Середньодобове випаровування кукурудзи на зерно за різних режимів зрошення та способів обробітку ґрунту, м3/гаМаксимальне значення (48,4 м3/га) цієї вели­чини було зафіксовано при загальновизнаному режимі зрошення та оранці на 25–27 см. В середньому за чинником В, застосування різних способів та глиби­ни обробітку ґрунту не вплинули на ці показники, які були на рівні 45,6–46,7 м3/га за добу відповідно. Передбачені схемою досліду режими зрошення (водозберігаючий і ґрунтозахисний) зменшили цю величину до 44,0 та 46,1 м3/га за добу відповідно.

Результати обліку врожайності зерна кукурудзи свідчать про те, що в середньому за роки досліджень різний ступінь забезпеченості рослин вологою впродовж вегетаційного періоду позначився на зерновій продуктивності рослин кукурудзи. Створення умов зволоження ґрунту поливами відповідно до визначених у схемі забезпечило отримання врожаю зерна кукурудзи в середньому за чинником А в межах (12,6–13,4 т/га) (табл. 6).

Таблиця 6. Урожайність зерна кукурудзи за різних режимів зрошення та обробітку ґрунту, т/гаМаксимальний врожай (14,9 т/га) у досліді отримано у варіанті з призначенням поливів за схе­мою 80–80–80% НВ в 0,5–метровому шарі ґрунту (ґрунтозахисний режим зрошення).

Застосування чизельного розпушування на 25–­27 см в системі різноглибинного безполицевого обробітку ґрунту призвело до зниження урожаю на 0,5 т/га, тоді як дискове розпушування в системі мілкого обробітку – до зниження врожаю порівняно з оранкою на 3,7 т/га.

ВИСНОВКИ

За результатами досліджень вста­новлено, що:

  • диференціація передполивного порогу воло­гості ґрунту за періодами росту та розвитку рослин вплинула на величину зрошувальної норми. Найбільші значення цього показника відповідали значенням загальновизнаного режиму (2950 м3/га), а найменші (2567 м3/га) – водозберігаючому режиму зрошення з економією поливної води 13%;
  • основна частина водного балансу сумарного водоспоживання була на 53–57% забезпечена за рахунок зрошувальної норми;
  • найбільший дефіцит вологи за строками визначення відзначено за дискового обробітку на глибину 12–14 см;
  • створення відповідних до визначених у схемі умов зволоження ґрунту поливами забезпечило от­римання врожаю в середньому за чинником А в межах 12,6–13,4 т/га;
  • застосування дискового обробітку на глиби­ну 12–14 см призвело до втрат врожаю порівняно з оранкою на 3,7 т/га;
  • найвищу урожайність зерна кукурудзи – 14,9 т/га з найменшим коефіцієнтом водоспожи­вання (342 м3/т) отримано за ґрунтозахисного режиму зрошення та оранки на глибину 25–27 см в системі різноглибинного основного обробітку з обертанням скиби.

П. В. Писаренко, д-р с.-г. наук, ст. наук. співр.; А. С. Малярчук, канд. с.-г. наук; Г. М. Куц, канд. с.-г. наук,  ст. наук. співр.; І. М. Біляєва, канд. с.-г. наук, ст. наук. співр.; Л. С. Мишукова, Інститут зрошуваного землеробства НААН України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2020

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