Активне поширення ареалу виробництва соняшнику на області, де його раніше масово не вирощували (Полісся, західні регіони), призвело до того, що культуру часто висівають на полях, кислотність ґрунту яких невідома. У цій статті ми розглянемо, як впливає рівень pH ґрунту на розвиток рослин соняшнику та продуктивність посівів.
На щастя, здебільшого соняшник вирощують на чорноземних ґрунтах, що мають нейтральну або лужну реакцію. Кислі ґрунти, тобто ті, у яких рівень рН нижчий за 6,0, відносно рідко зустрічаються у степовій зоні України (рис. 1). Але останнім часом, у зв’язку з поширенням соняшнику як однієї з найбільш рентабельних культур на захід і північ, а також зі збільшенням його площ у цих регіонах, перед багатьма виробниками постає питання: чи варто сіяти соняшник на кислих ґрунтах?
На загальнонаціональному рівні ґрунти із низьким рівнем рН є проблемою, що впливає на врожайність різних сільськогосподарських культур для багатьох аграріїв. В Україні більшість полів з низькою кислотністю – в Лісостеповій і, особливо, Поліській зоні України. Розподіл таких полів по регіонах Поліської зони показано на рис. 2. Зазвичай це глинисті та піщані ґрунти різної природи, як правило, з неглибоким заляганням ґрунтових вод.
Непрямою ознакою високої кислотності ґрунтів є видовий склад рослинного покриву цих ділянках. Якщо на полях і поряд із ними зустрічаються такі рослини, як хвощ польовий (рис. 3), кропива, люпин, мохи, верес, щавель, жовтець, сосна, осика, то ґрунт, швидше за все, кислий. Якщо ж тут ростуть пирій повзучий, конюшина, подорожник – ґрунт слабокислий; грицики, лобода біла – нейтральний; березка польова, мак – лужний. Але все-таки краще використовувати точний аналіз, оскільки часто трапляється, що на одному полі росте як хвощ, так і польова березка.
У тих випадках, коли в землекористуванні агропідприємств є кислі ґрунти, слід вживати заходів для усунення цієї проблеми. Хороший результат показують системи зі зменшеним обробітком ґрунту. Багаторазове поверхневе внесення азоту в таких системах може призвести до розшарування pH рівня ґрунту. Багато ґрунтів можуть збільшувати рівень своєї кислотності при внесенні підвищених норм азотних добрив. У міру перетворення аміачної форми азоту та сечовини на нітрати утворюється кислота і збільшується рівень кислотності ґрунтів. При зменшенні обробітку ґрунту кислотність може концентруватися у верхніх (5–15 см) шарах ґрунтового профілю.
Симптомами низького рівня рН зазвичай є повільний, неправильний і нерівномірний розвиток рослин соняшнику, випадання окремих ділянок у посівах, швидше старіння нижнього листя та поява пожовтіння між жилками верхнього. Крім того, за низького рН знижується бактеріальна активність у ґрунті, сповільнюючи розпад органічної речовини, рослинних решток і органічних добрив, наприклад гною. В підсумку вивільнення поживних речовин із цих джерел зменшується.
Серед нових регіонів вирощування соняшнику ґрунти з низьким рН найчастіше зустрічаються у Чернігівській і Житомирській областях.
У кислих ґрунтах рівень концентрації обмінних іонів Al і Mn буде більшим, ніж рівень концентрації іонів Ca, Mg, K і Na, а в лужних ґрунтах спостерігається протилежна картина. Іони інших хімічних елементів, навпаки, стають нерозчинними настільки, що рослини соняшнику відчуватимуть їх нестачу.
Кислотність ґрунту суттєво впливає на доступність поживних речовин і ефективність їх використання рослинами соняшнику, оскільки зі зниженням рН здатність рослин поглинати й використовувати поживні речовини з добрив теж падає.
Вважається, що соняшник не дуже чутливий до рівня рН ґрунту. Рослини можуть формувати нормальний урожай при значеннях рН ґрунту від 5,7 до 8,0. Також є дані про те, що соняшник може давати високий урожай і на ґрунтах із рівнем pH вище ніж 8,0.
Важливо розуміти, що оптимальний рівень pH для соняшнику залежить і від інших властивостей ґрунту. Тому немає оптимального рівня pH для всіх без винятку ґрунтових умов. Тим не менше, діапазон pH від 6,0 до 7,2 може вважатися найбільш прийнятним для більшості ґрунтів (рис. 4).
При зниженні вказаних значень рН (менше ніж 5,7) доступність основних поживних елементів або помітно знижується, або підвищується до такого рівня, що мінеральні елементи живлення стають токсичними для рослин соняшнику. Найчастіше токсичність проявляє алюміній. На нейтральних ґрунтах висока концентрація алюмінію або марганцю не буде токсичною для рослин, але на кислих ґрунтах вона спричинить різке зниження врожайності культури.
Низьке значення рН може також призвести до того, що не тільки алюміній та марганець, а й мідь, цинк і бор стануть токсичними для рослин. Високий рівень концентрації відповідних іонів у ґрунтах може стати причиною появи на рослинах соняшнику симптомів дефіциту різних поживних речовин.
Читати по темі: Ефективність спеціальних добрив у технології вирощування соняшнику
Високий рівень концентрації розчинного алюмінію та (або) марганцю в ґрунтах може бути перешкодою для поглинання, транспортування і використання рослиною певних поживних елементів (фосфору, кальцію, магнію, молібдену та калію). Це призводить до того, що соняшник не може засвоїти ці речовини і виникає їх дефіцит, хоча за інших умов даної кількості поживних речовин було б достатньо для нормального розвитку рослин.
Одним із суттєвих чинників, що обмежують урожайність соняшнику, може також стати дефіцит фосфору на кислих ґрунтах, оскільки за таких умов він зв’язується з алюмінієм і залізом у нерозчинні та недоступні для рослин хімічні сполуки. Найбільш доступним фосфор буде при діапазоні рН ґрунтів від 6,0 до 6,7.
Отже, на кислих ґрунтах порушується баланс поживних елементів і їх доступність, що призводить до зміни основних фізіологічних процесів у рослинах соняшнику, а це, у свою чергу, є причиною зниження врожайності чи загибелі посівів.
Візуально на рослинах соняшнику це може виявлятися у різні фази їх розвитку в вигляді найрізноманітніших симптомів і їх комбінацій (рис. 5, 6).
Крім того, у разі застосування гербіцидів на кислих ґрунтах змінюється ефективність їх дії, рівень токсичності та ступінь післядії на рослини. Тому на соняшник, що вирощується на кислих ґрунтах, можуть накладатися також симптоми, пов’язані з дією гербіцидів (рис. 7, 8). При низькому рівні pH ґрунту гербіциди із сімейства імідазолінонів (imi-гербіциди) руйнуються повільніше (рис. 8).
Часом на полях спостерігаються лише окремі ділянки з підвищеною кислотністю. Це проявляється на загальному рівні посіву в вигляді вогнищ і окремих плям (рис. 9), які особливо добре видно при проведенні зйомки поля з повітря за допомогою дронів.
Житомирська область)
Існують сорти пшениці, стійкі до прояву токсичності алюмінію на кислих ґрунтах, але соняшник є новою та практично не дослідженою у цьому плані культурою. Селекція на стійкість гібридів до ґрунтів із різним рівнем рН практично не ведеться, а стійкі гібриди наразі не визначені. Хоча можна припустити, що гібриди, які мають генетичну толерантність до кислих ґрунтів, існують. Крім того, агровиробники, які вирощують соняшник на кислих ґрунтах, зацікавлені у використанні алюмостійких гібридів для отримання стабільних і високих урожаїв культури.
Як показано на рис. 10, при вирощуванні соняшнику з pH ґрунту 4,0 результати можуть бути досить драматичними. Основною причиною є те, що при низькому рівні рН алюміній, який міститься у ґрунті, стає токсичним для рослин і під його дією порушується або припиняється ріст кореневої системи соняшнику. Навіть при рН 5,0 розвиток коренів уповільнюється. Особливо чітко це проявляється в умовах посухи: її вплив на рослини на ґрунтах з низьким рівнем рН буде сильнішим, ніж за оптимального рівня рН, оскільки на нормальних ґрунтах рослини матимуть здорову кореневу систему та нормальне мінеральне живлення.
Рішенням для фермерів, які мають ґрунти з низьким рівнем pH, крім вирощування толерантних культур, є такий агроприйом як вапнування. Додавання правильно розрахованих кількостей вапна у ґрунт призводить до підвищення рівня pH, створення можливостей для здорового розвитку сільськогосподарських культур і отримання нормального врожаю. Вапно рекомендується для соняшнику на всіх ґрунтах з pH 6,0 або менше (Merle Vigil, USDA-ARS). Якщо соняшник вирощується в сівозмінах, що включають бобові культури (наприклад сою), слід шляхом проведення вапнування підтримувати більш високий рівень рН (від 6,2 до 6,5). Саме такі сівозміни сьогодні набувають поширення в Поліській зоні.
При внесенні у ґрунт вапно діє повільно. Може пройти кілька тижнів або місяців (чи навіть більше часу за певних умов), щоб воно почало діяти. Тож щоб отримати хороший ефект від застосування вапна, потрібно вносити його у ґрунт завчасно. Рівень рН ґрунту має вже бути прийнятним, перш ніж насіння потрапить у ґрунт. Це важливо для того, щоб отримати добрі сходи соняшнику в нормальних ґрунтових умовах. Адже генеративні органи та рівень продуктивності рослин соняшнику закладаються на початкових стадіях розвитку рослин (близько 4 справжніх листків).
На сьогодні особливо прибутковим може бути вапнування ґрунтів із застосуванням дефекату (відпрацьоване вапно після використання на цукровому заводі). Поряд із підвищенням рівня pH кислих ґрунтів аграрії можуть отримувати вигоду від поживної цінності дефекату (особливо від наявності фосфору) та її доведеної здатності у зменшенні рівня розвитку афаноміцетних кореневих гнилей (Aphanomyces).
Найкращий час для внесення вапна – перед осіннім основним обробітком ґрунту. Тоді стає можливим розподіл вапна по ґрунтовому профілю. Ще одна користь від вапнування ґрунтів до основного обробітку – те, що зимові вітри не здують вапно з полів, оскільки його буде загорнуто у ґрунт.
Осінь – також вдалий час, щоб внести вапно на поля, де застосовується технологія No-till, оскільки рослинні рештки, що залишилися на полі, перешкоджатимуть видуванню вапна.
Ефект від нейтралізації кислотності настане значно пізніше у разі поверхневого внесення вапна на полях з No-till у порівнянні з полями, де вапно було загорнуто у ґрунт. Це пов’язано з тим, що кислотність має бути нормалізовано саме у зоні розташування кореневої системи соняшнику.
Водночас при правильному підході, проведенні комплексного аналізу ґрунту та складанні доцільної системи удобрення і вапнування ґрунтів, а також при своєчасному внесенні елементів живлення можна отримати відмінну врожайність соняшнику навіть на кислих ґрунтах (рис. 11).
Отже, ґрунтуючись на даних численних досліджень, можна стверджувати, що агрономічно оптимальний рівень рН ґрунту для виробництва соняшнику може бути на рівні 5,0 і вище. За рівня pH від 4,7 до 5,3 можливі втрати врожаю в межах 10–30%.
Для підвищення врожайності соняшнику на таких ґрунтах бажано проводити осіннє вапнування під основний обробіток ґрунту. Але з огляду на те, що соняшник здатний формувати врожай і на кислих ґрунтах, він є дуже перспективною культурою для ротації з озимою пшеницею на полях, де відновлення ґрунтової кислотності за допомогою застосування вапна економічно недоцільне.
Порівнюючи критичний рівень рН ґрунту для деяких інших культур, таких як зернове сорго (рН 5,4), ріпак (рН 5,8) і соя (рН від 5,5 до 7,0), можна зробити висновок, що соняшник є найкращим вибором за наявності кислих ґрунтів для використання в сівозмінах з озимою пшеницею, оскільки критичні значення рН для нього менші, ніж у згаданих вище сільськогосподарських культур.
Також потрібно ретельно підходити до підбору гібридів соняшнику для вирощування на кислих ґрунтах у конкретній ґрунтово-кліматичній зоні, оскільки відмінності в урожайності між різними гібридами можуть бути досить суттєвими, досягаючи 30–40% за інших однакових умов.
Олексій Орлов, канд. c.-г. наук
Опубліковано в журналі “Агроном”
