Хоча в Україні кукурудза – надзвичайно популярна культура, її суттєво обмежують в продуктивності недостатні запаси доступної вологи в ґрунті.
Проблема сухої погоди актуальна не тільки для України. В цілому, аномальні кліматичні перепади – або посуха, або занадто велике випадання опадів – спостерігається у всьому світі. Але перманентне ігнорування екологічних технологій у вітчизняному сільському господарстві призводить до зменшення вологи в ґрунті.
Основний обробіток ґрунту під кукурудзу не лише може зменшити її непродуктивні втрати, а й підвищити запаси вологи в ґрунті.
Наскільки важлива волога для вирощування кукурудзи?
Щоб отримати високі врожаї кукурудзи, потрібні достатні запаси вологи в ґрунті як на початкових етапах розвитку так і впродовж вегетації культури. Одним із заходів є ефективний контроль забур’яненості, відповідний обробіток ґрунту під кукурудзу в оптимальні строки без запізнення. Кукурудза нерівномірно використовує вологу протягом вегетації. Коефіцієнт транспірації культури становить 250-300, але загальна потреба її у волозі велика, оскільки вона формує велику біомасу.
Кукурудза менш вибаглива до вологи в 1-й половині вегетації. Найбільше вологи для рослин потрібно протягом 10 днів до викидання волотей і завершується через 20 днів після цвітіння. В цей період відбувається інтенсивний ріст стебла (добовий приріст може сягати 10-14 см) і накопичуються сухі речовини. На цей критичний період припадає 4050% загального водоспоживання, яке становить близько 4-7 тис. м3/га (залежно від стиглості гібриду). Через 20 днів після цвітіння потреба у волозі зменшується. Багато води кукурудза використовує під час наливання зерна. Вона ефективно використовує опади в 2-й половині літа. Водночас кукурудза погано переносить перезволоження ґрунту, її врожайність різко знижується. Через нестачу кисню у перезволоженому ґрунті сповільнюється надходження фосфору в корені, що погіршує білковий обмін.
Метою наших досліджень було дослідити вплив систем основного обробітку ґрунту на вміст доступної вологи та врожайність кукурудзи.
Умови проведення досліджень
Дослідження проводили впродовж 2014-2016 рр. у науковій лабораторії кафедри землеробства та гербології в умовах ВП АДС НУБіП України (с. Пшеничне Васильківського р-ну Київської обл.). Ґрунт дослідного поля — чорнозем типовий малогумусний крупнопилувато- середньосуглинковий за гранулометричним складом. Вміст гумусу в орному шарі ґрунту — 3,9%, рН — 7,3, ємність вбирання — 32,5 мг екв на 100 г ґрунту. За вмістом легкогідролізованого азоту ґрунт належить до малозабезпеченого, вмістом рухомого фосфору і обмінного калію — до середньо- забезпеченого.
Які досліди проводилися в рамках досліджень?
Перший дослід. Схемою досліду передбачено вплив систем основного обробітку ґрунту в сівозміні на основні показники його родючості.
Схема чергування культур у польовій зерно-просапній сівозміні відповідає зональним умовам Лісостепу: люцерна — пшениця озима — буряки цукрові — кукурудза на силос — пшениця озима — кукурудза на зерно — горох — пшениця озима — буряки цукрові — ячмінь з підсівом люцерни.
Основний обробіток ґрунту під кукурудзу в сівозміні:
- диференційований (контроль): проведення за ротацію сівозміни 6-разової різноглибинної оранки, 2-разового поверхневого обробітку під пшеницю озиму після гороху й кукурудзи на силос та 1-разового безполицевого (чизельного) обробітку під ячмінь;
- чизельний: різноглибинне розпушування ґрунту чизелем під усі культури сівозміни, крім поверхневого обробітку під пшеницю озиму після гороху та кукурудзи на силос;
- полицево-безполицевий: проведення за ротацію сівозміни 2-разової оранки під буряки цукрові, поверхневого обробітку під пшеницю озиму після гороху і кукурудзи на силос, чизельного розпушування під решту культур;
- поверхневий: проведення обробітку дисковими знаряддями на глибину 8-10 см під усі культури сівозміни.
Другий дослід. Схема чергування культур у короткоротаційній трипільній сівозміні відповідає зональним умовам Лісостепу: соя — ячмінь ярий — кукурудза на зерно.
Що передбачає обробіток ґрунту під кукурудзу?
Обробіток ґрунту під кукурудзу передбачає полицевий та нульовий обробітки і використання гербіцидів суцільної та ґрунтової дій:
- промисловий (контроль) — застосування обробітку ґрунту (основний — дискування після збирання врожаю попередника на глибину 6-8 см; оранка на глибину 20-22 см; передпосівний — закриття вологи за фізичної стиглості ґрунту й внесення гербіцидів на глибину 2-3 см; передпосівна культивація на глибину залягання насіння 4-5 см; використання промислових агрохімікатів;
- nо-till — без обробітку ґрунту, контроль посівів кукурудзи від бур’янів здійснюється за допомогою використання гербіцидів.
Загальна площа ділянки — 50 м2, повторність 4-разова.
Сьогодні ці стаціонарні досліди є найтривалішими в Україні.
Запаси доступної вологи визначали ваговим методом у шарі ґрунту 0-100 см, сумарне водоспоживання та коефіцієнт водоспоживання кукурудзи — розрахунковим методом, урожайність —на обліковій ділянці площею 25 м2.
Погодні умови в роки проведення досліджень були типовими для правобережної лісостепової зони. Середня багаторічна кількість опадів — 555 мм, за вегетаційний період випадає в середньому 310 мм. Середня багаторічна температура повітря становить +7,2°С.
Сумарний коефіцієнт водоспоживання культур розраховували за результатами динамічності показників вологості ґрунту. На основі отриманих даних за досліджуваних систем основного обробітку ґрунту зафіксовано запас доступної вологи в шарі 0-100 см на початок вегетації, у фазі цвітіння та на кінець вегетації культури (табл. 1).
Результати досліджень
Отримані результати проведених досліджень показали, що на період сівби за нульового обробітку запаси доступної вологи були вищими на 20,5 мм порівняно з оранкою.
На основі отриманих даних у досліджуваних варіантах визначено запас доступної вологи в шарі 0-100 см на початок та кінець вегетації (див. табл. 1). Відзначено, що на початку вегетації за основного і поверхневого обробітків ґрунту запаси вологи в ґрунті перевищували цей показник на контролі на 15,6 мм, на кінець вегетації — на 20,9 мм відповідно. За диференційованого обробітку при нещільній будові орного шару виникають непродуктивні втрати вологи. За чизельного обробітку спостерігається тенденція до накопичення запасів вологи в ґрунті порівняно з контролем. У досліді з нульовим обробітком ґрунту на початку вегетації вміст доступної вологи перевищував цей показник на контролі на 23,6 мм, на кінець вегетації — на 13,7 мм у середньому за роки досліджень. Отже, відсутність механічного обробітку ґрунту виключає втрати вологи через конвекційно-дифузне випаровування. Цьому сприяє також наявність на поверхні ґрунту рослинних решток.
Також визначено сумарне водоспоживання та коефіцієнт водоспоживання кукурудзи. Кількість вологи, яка витрачається рослинами і ґрунтом на формування 1 т врожаю, називається коефіцієнтом водоспоживання.
Отримані результати показують, що економніше використовується волога за нульового та поверхневого обробітків. За нульового обробітку це можна пояснити наявністю мульчувального шару на поверхні ґрунту, що перешкоджає надмірному випаровуванню вологи. Поверхневий обробіток зберігає вологу в ґрунті за рахунок подрібнення рослинних решток і верхнього шару ґрунту, тобто утворюється мульчувальний шар, який перешкоджає надмірному випаровуванню вологи.
Проведені розрахунки свідчать, що найбільший коефіцієнт водоспоживання є за оранки, яка має найбільші загальні втрати вологи грунтом (табл. 2).
Для формування врожаю найекономніше використовується волога за нульового та плоскорізного обробітків ґрунту, що суттєво менше порівняно з контролями (дослід перший — на 30,8 мм/т, дослід другий — на 64,4 мм/т).
Основним узагальненим показником є врожайність культури (табл. 3). На час проведення та обробки статистичних даних простежується підвищення врожаю за плоскорізного обробітку на 1,4 т/га, за поверхневого обробітку порівняно з контролем — на 0,5 т/га.
За нульового обробітку врожайність підвищилася на 0,3 т/га порівняно з контрольним варіантом у другому досліді.
Висновки
Для формування врожаю кукурудзи на зерно найефективніше використовується волога за нульового обробітку ґрунту в короткоротаційній сівозміні після ячменю ярого.
У 10-пільній сівозміні найефективнішим виявився чизельний обробіток ґрунту після пшениці озимої.
Ефективним способом збереження вологи є сучасна технологія стрип-тілл, котра може при вирощування кукурудзи допомогти покращити рівномірність насіннєвого ложа та зменшити варіабельність між рослинами в порівнянні з но-тілл. При цьому обробку за допомогою плуга навпаки вже можна назвати застарілою.
Таблиця 1. Запаси доступної вологи в шарі ґрунту 0-100 см залежно від систем основного обробітку (2014-2016 рр.), мм
Особливості вологозабеспечення кукурудзи
Для формування 1 т врожаю зерна кукурудза використовує близько 50 мм продуктивної вологи, тобто з 1 мм формується приблизно 20 кг зерна.
Урожайність також залежить від розподілу вологи відносно фаз розвитку кукурудзи. Для прикладу: щоб отримати запланований урожай – 11,5 т/га, потрібно 570 мм продуктивної вологи, розподіленої так, як показано на графіку 1.
Останні декілька років характерні недостатньою кількістю опадів та їх не рівномірністю під час вегетації культури. Це призводить до того, що волога стає лімітуючим фактором у формуванні урожаю.
При дефіциті опадів рекомендується адаптувати технології обробітку ґрунту під кукурудзу в напрямку максимального волого-збереження та волого-накопичення, що в результаті, дасть можливість отримувати більш стабільні врожаї, за рахунок раціонального використання продуктивної вологи.
Критичні фази розвитку
Кукурудза, як і багато інших культур має ключові періоди розвитку, які є критичними фазами (КФ). На них потрібно звертати особливу увагу (графік 2).
Перші 2 фази це – закладання потенціалу урожайності, 2 наступні – фази від яких залежить реалізація закладеного генетичного потенціалу.
КФ1 – Період закладання кількості рядів зерен качані
В цей період рослинна дуже чутлива до стресів (волога, температура, дія хімічних речовин). У фазі 5-6 листочків ми не рекомендуємо працювати гербіцидами. При перепадах температур і відповідно – блокуванні споживання фосфору, потрібно передбачити нормальне живлення рослин фосфором позакоренево, чи попереднім внесенням стартових добрив у рядок.
КФ2 – Період закладання кількості зерен в ряду
Цей період настає за 6-10 днів до викидання волоті. В цей час також бажано уникнути дії стресових чинників на культуру. Такими чинниками можуть бути: внесення інсектицидів на основі фосфор-органіки. Також потрібно передбачити достатнє живлення культури усіма необхідними елементами, оскільки саме у цей період спостерігається пік засвоєння.
КФ3 – Цвітіння
До цього часу генетичний потенціал урожайності вже сформований: максимальна кількість рядів та зерен в качані. Після викидання волоті через декілька днів рослина викидає рильця і готова до запилення. Якщо в цей час спостерігаються високі температури – пилок може стерилізуватися. Тривалість такого періоду більше тижня може призвести до значних втрат урожайності у вигляді череззерниці.
Шляхом вирішення є використання для посіву декількох різних гібридів з різними групами стиглості, що дасть змогу диверсифікувати можливі ризики попадання під високі температури під час цвітіння. Також дієвим є підбір гібридів з підвищеною посухо- та жаростійкістю.
Доступним методом уникнення стресу під час цвітіння є – вибір гібридів з коротким періодом між викиданням волоті та рилець.
КФ4 – Налив зерна
Цей період характеризується тим, що рослина потребує значної кількості вологи і поживних речовин. При нестачі – зернівки на качані не виповнюються, найбільше – з краю качана. Для уникнення, або мінімізації цього явища, потрібно забезпечити збалансоване живлення усіма необхідними елементами і вологою.
Часто в цей період спостерігається гострий дефіцит вологи на фоні високих температур, який підсилює негативний вплив блокуванням доступності елементів живлення. Найкращим рішенням у такому випадку є – зрошення.
С.П. Танчик, член-кореспондент НААН, доктор сільськогосподарських наук. Я.О. Миколенко, Національний університет біоресурсів і природокористування України.
Рекомендації компанії «Суффле Агро Україна»
