Ефективність короткоротаційних сівозмін з економічно привабливими культурами на осушуваних дерново-підзолистих ґрунтах

Ключові слова: меліоровані землі, вологозабезпечення, структура сівозмін, ринкові культури, система удобрення, продуктивність, рентабельність.

Abstract

Ryzhuk S. Melnychuk A. Savchuk O. Pryimachuk T., Institute of agriculture of Polissia of NAAS

The efficiency of short-term crop rotation with economically attractive crops on drained sod-podzolic soil.

Goal. To study the influence of fertilizer system and crop rotation structure of corn and other commercially attractive crops with the different share of saturation on their productivity and economic feasibility in reclaimed lands of Polissia zone. Methods. Long-term field - stationary experiment, laboratory - to determine the quality of the soil according to generally accepted methods, processing of experimental data was performed using the computer program Microsoft Office Excel. Results. It was noted that during the research of 2016 - 2020, on the sod-podzolic soil there was a shortage of moisture during the growing season of crops. It was found that the total productivity of crop rotations depended on their saturation with corn, the grain yield of which, on average for 5 years, at different levels of organomineral nutrition, was 6.04 -7.67 t/ha. The highest yield per 1 ha of crop rotation area was obtained in 3-field crop rotation (soybean-corn-corn) with 66.6% of corn: grain units - from 3.14 tons in control to 6.05 tons - at high rates of mineral fertilizers (N₆₂P₈₆K₉₀ + by-products), feed units - from 3.41 to 6.59 tons, respectively. Productivity of 3-field (peas-winter triticale-corn) and 4-field (lupine-winter rape-winter rye-corn) crop rotations with a share of corn of 33.3 and 25.0%, ranged from 2.43 to 4.52 tons of grain, or from 2.68 to 5.44 tons of feed units, respectively. Crop rotation without corn (soybean-winter wheat-sunflower-buckwheat) with a share of winter wheat and sunflower of 25%, had lower overall productivity (15 - 93%). The largest harvest was obtained on the background of N₆₃P₈₅K₉₀ + by-products - 3.20 tons of grain or 3.56 tons of feed units. Conclusions. Application of litter manure in the amount of 10 tons per 1 ha of crop rotation area against the background of the recommended rate of mineral fertilizers N₄₂P₅₇K₆₀ provides profitability of crop rotations at the level of 25.4 - 30.7%. Replacement of manure by by-products of all crops in combination with the recommended norms of mineral fertilizers does not significantly reduce the productivity of crop rotations and provides profitability of 27.9 - 36.5%.

Key words: reclaimed lands, moisture supply, structure of crop rotations, market crops, fertilizer system, productivity, profitability.

Вступ

У сучасних умовах визначальним фактором ведення сільського господарства є зміна клімату, що в усьому світі є вже об'єктивною реальністю [1, 2]. В умовах потепління клімату лімітуючим фактором, що визначає продуктивність сільськогосподарських культур, є їх вологозабезпечення [3, 4]. Зокрема, в зоні Полісся в останні десятиліття клімат змінився від прохолодного з підвищеною кількістю опадів на більш теплий і посушливий [5]. Це дало можливість вирощувати високопродуктивні, не властиві для зони, теплолюбні комерційно привабливі культури: кукурудзу на зерно, сою, ріпак, соняшник, пшеницю озиму, реалізувати біологічний потенціал яких можна лише за оптимізованої системи удобрення та структури посівних площ.

Загалом господарства перейшли на короткоротаційні сівозміни, здебільшого з вузькою спеціалізацією вирощування зернових та олійних культур. Технології вирощування цих культур потребують удосконалення й розробки динамічних сівозмін з їх адаптацією до дерново-підзолистих ґрунтів різного гранулометричного складу [6]. Важливим є розміщення культур у сівозмінах, яке б сприяло підвищенню їх продуктивності, стабілізації родючості ґрунту, не порушувало екологію навколишнього середовища та задовольняло потреби ринку [7, 8]. В умовах відсутності в господарствах тваринницької галузі, для вирішення питання дефіциту азоту в дерново-підзолистих ґрунтах, треба максимально насичувати сівозміни бобовими культурами, використовуючи їх побічну продукцію на органічні добрива та сіяти сидерати [9]. Крім традиційних для зони Полісся пелюшки і люпину, наразі соя - одна з основних зернобобових культур, яка є добрим попередником і продуцентом найдешевшого рослинного білка [10]. Кукурудза, яка задовільно переносить повторні посіви упродовж 3 - 4-х років, на Поліссі стала головною фуражною й енергетичною культурою, з високим потенціалом урожайності зерна [11]. Соняшник - одна з найбільш прибуткових і високоліквідних культур, площі якої за останні 10 років у поліському регіоні збільшилися в 3,5 - 4 рази, або до 15 - 18% у структурі посівних площ [12]. Економічно привабливою культурою на Поліссі є озимий ріпак, але його вирощування є ризикованим через вимерзання посівів, тому створювати великі масиви ріпаку в структурі посівних площ недоцільно [13]. ґрунт полісся сівозміна кукурудза

Мета досліджень - вивчити ефективність короткоротаційних сівозмін з різною часткою насичення кукурудзи й інших комерційно привабливих культур, які забезпечують стабільну урожайність і рівень рентабельності за різних систем удобрення.

Матеріали та методи досліджень. Дослідження проводили в Інституті сільського господарства Полісся НААН (с. Грозине Коростенського р-ну Житомирської обл.) упродовж 2016 - 2020 рр. на осушуваному дерново-підзолистому супіщаному ґрунті. Агрохімічні показники ґрунту: вміст гумусу - 1,27%, рухомих форм фосфору і калію - 84 і 101 мг/кг ґрунту відповідно, рН_сол - 5,2, гідролітична кислотність - 2,25 мг-екв. на 100 г ґрунту.

Схема досліду включає чотири сівозміни - дві 3- та дві 4-пільних із часткою кукурудзи 33,3; 66,6 і 25% та за її відсутності. Площа посівної ділянки - 48 м², облікової - 28 м². Повторність - 3-разо- ва. Основний спосіб обробітку ґрунту - оранка. Системою удобрення передбачено: контроль (без добрив); побічна продукція; рекомендована норма добрив на 1 га сівозмінної площі (N₄₂P₅₇K₆₀ + 10 т підстилкового гною); альтернативна (N₄₂P₅₇K₆₀ + побічна продукція); підвищена в 1,5 раза (N₆₃P₈₅Kg₀ + + побічна продукція). Запаси вологи в ґрунті визначали термостатно-ваговим методом, гумус - за Тюріним (ДСТУ 4289:2004); рН ґрунту - потенціометричним методом згідно із ДСТУ ISO 10390 - 2001; фосфор і калій - за Кірсановим (ДСТУ 4405-2005); гідролітичну кислотність - за ДСТУ 7537:2014. Узагальнення матеріалів та аналіз результатів досліджень проводили за «Методом дисперсійного аналізу» (Доспєхов, 1985) і програмою «STATISTICAL».

Результати досліджень

Однією з важливих умов, що дають можливість отримувати стабільні врожаї сільськогосподарських культур, є оптимальне забезпечення їх ґрунтовою вологою впродовж періоду вегетації [14]. Спостереження за динамікою вологозапасів у ґрунті, яке проводили впродовж 2016 - 2020 рр., засвідчили зростання дефіциту вологи вже до початку літа. Якщо на початок весняно-польових робіт запаси вологи в метровому шарі ґрунту становили 120 - 200 мм, то в літній період вони знижувалися до 60 - 80 мм, тобто до критичного рівня.

Ґрунтово-повітряна посуха та часті перепади нічних і денних температур, які спостерігалися кожного року впродовж вегетації, особливо негативно впливали на ріст, розвиток і формування врожайності традиційних поліських культур, зокрема, зернобобових пелюшки та люпину. Врожайність цих культур на удобрених фонах становила від 1,4 до 2,2 т/га. На такому самому рівні була і врожайність сої та гречки.

Озимі зернові культури менше потерпали від літньої посухи, оскільки завдяки весняним вологозапасам встигали сформувати порівняно високу врожайність зерна. Найвищу врожайність озимих зернових культур відмічено на підвищеному фоні (N₉₀P₉₀K₉₀) сумісно з побічною продукцією, за якого в середньому за роки досліджень вихід зерна становив 4,02 - 4,23 т/га.

Найменше реагувала на дефіцит вологи кукурудза. У середньому за 5 років досліджень урожайність зерна кукурудзи становила від 3,36 т/га на абсолютному контролі, до 7,67 т/га - на фоні 40 т/га та рекомендованої норми мінеральних добрив N₆₀P₆₀K₆₀. Крім того, слід відзначити, що кукурудза після сої у першому полі (ІІ сівозміна) мала вихід зерна на 5,8 - 9,8% більший, ніж у повторному посіві.

Соняшник також мало реагував на посуху у вегетаційні періоди. Впродовж усіх років досліджень урожайність насіння була майже стабільною: від 1,32 - 1,65 т/га на контролі до 2,12 - 2,72 т/га - на фоні підвищеної дози мінеральних добрив сумісно з побічною продукцією попередника.

Упродовж 5-ти років досліджень, ріпак озимий був відсутній у сівозміні у 2017 і 2020 р. Причиною була відсутність вологи в осінні періоди 2016 та 2019 р., коли через тривалу посуху отримали рідкі сходи ріпаку, рослини не змогли сформувати достатню вегетативну масу і товщину кореневої шийки, тому посіви не витримали перезимівлю, а поле було пересіяно редькою олійною. Упродовж решти 3-х років посіви ріпаку задовільно перезимовували, урожайність насіння становила в середньому 1,41 - 1,92 т/га. Редька олійна, що висівалася два роки замість озимого ріпаку, мала достатньо високу врожайність насіння (до 2,4 т/га), що свідчить про адаптованість цієї культури до мінливих погодних умов поліської зони.

Результати отриманих досліджень засвідчили, що загальна продуктивність сівозмін залежала від частки кукурудзи, як найбільш урожайної культури. Це і вплинуло на кінцевий вихід продукції (табл. 1). Найбільший вихід зернових одиниць з 1 га сівозмінної площі отримано в 3-пільній сівозміні з 66,6% кукурудзи - від 3,14 т на контролі, до 6,05 т - за підвищеної в 1,5 раза норми мінеральних добрив (N₆₃P₈₅Kg₀) на фоні побічної продукції.

Продуктивність 3- та 4-пільної сівозмін з одним полем кукурудзи (33,3 і 25% відповідно) була близькою: від 2,43 і 2,57 на контролі, до 4,52 і 4,23 т зернових одиниць на підвищеному фоні.

1. Продуктивність сівозмін залежно від їх структури та системи удобрення (тон зернових одиниць з 1 га сівозмінної площі), 2016 - 2020 рр.