Гарного багато не буває, інакше воно перестає бути хорошим. Ще в позаминулому столітті Гегель стверджував, що накопичилися кількісні зміни можуть радикально вплинути на якість (тобто характеристики і властивості) об’єкта або явища. А Фрідріх Енгельс зробив цю закономірність другим законом діалектичного матеріалізму – законом переходу кількісних змін у нову якість. Наслідки надмірного збільшення посівних площ соняшнику в Україні – наочний приклад дії цього закону. Дисбаланс в структурі посівних площ знижує врожайність через скорочення запасів вологи в кореневмісному шарі грунту, сприяє накопиченню інфекційного початку мікозних і бактеріальних захворювань, поширенню специфічних бур’янів (вовчок) і шкідників. В результаті врожайність соняшнику та інших культур падає, витрати зростають, доходи зменшуються. Проте зростання посівних площ соняшнику в Україні триває. У 1990 р культура вирощувалася на площі близько 1,6 млн га. До 1995 р посівні площі соняшнику були на рівні 2 млн га, з 2013 р – вийшли за межі 3 млн га, а в 2008-2011 рр. – Перевищили 4 млн га. Оскільки статистичні дані посівів цієї культури не є точними, то 20-30% площ залишаються в тіні. Але навіть за офіційними даними, площа посівів з 2011 не опускалася нижче 4,5 млн га. У 2015 р соняшником було засіяно понад 5 млн га, а в 2016 р -5,3 млн га (за даними Мінагропродполітікі). При цьому фахівці USDA оцінюють площу посівів соняшнику в 2016 р менш скромно – в межах 6,1 млн га.
Потужності з переробки олійних в Україні збільшилися з 2,5 млн т в 1998 р до 17,5 млн т (станом на 1 вересня 2016 г.), тобто всемеро. Нарощування виробництва соняшнику в Україні стимулюється власниками переробних підприємств, які прагнуть максимально завантажити роботою свої заводи. До речі, експорт масложирової продукції в структурі продукції АПК становить 28%.
Але до якої міри можна розширювати посівні площі соняшнику? Давньогрецький філософ Евбулид (IV століття до н. Е.) Відомий як автор логічного парадоксу про те, що вважати купою. Одне зернятко купою не є. А якщо до нього додати ще одне? І ще? З якого моменту з’явиться купа, і чи означає це, що купа виникає в результаті додавання одного зерна? Цей парадокс заснований на відсутності чіткого визначення поняття «купа» і показує необхідність однозначного розуміння слів. Для визначення максимально можливої частки соняшнику в структурі посівних площ необхідно вирішити схожу проблему. При якому інтервалі повернення культури баланс зміститься в бік збитку під вантажем проблем від накопичення шкідливих організмів і зменшення родючості грунту? І за яких умов? Грунтово-кліматичні умови, попередники, технологія обробки грунту, мінерального живлення та захисту мають не менш важливе значення, ніж фактор часу. Цілком покладатися на принцип «час лікує» і вважати єдиним інструментом календар можна. Необхідно об’єктивно розглянути можливі наслідки вирощування соняшнику зі знаком мінус, оцінити їх вплив і з’ясувати, як (за допомогою чого і за скільки) можна компенсувати їх вплив. І визначити допустимі інтервали ротації соняшнику.
Нагадаємо «ускладнення» при вирощуванні соняшнику: висушування грунту, накопичення інфекційного початку захворювань грибного і бактеріального походження, поширення вовчка та шкідливих комах. А також посилення водної і вітрової ерозії грунту, виснаження (винос поживних речовин) грунту. Розглянемо три показника, інтегровану суму яких можна назвати «родючістю грунту»: винос поживних речовин, баланс вологи, ерозія (дефляція).
Виснаження грунту
Суть проблеми
Соняшник звинувачують у виснаженні грунту, тобто інтенсивному виносі поживних речовин. Зокрема, непомірним «апетитом» соняшнику пояснюють азотне голодування сходів озимих, висіяних з цього попередника.
Факти
Об’єктивні дані по виносу соняшником поживних елементів з урожаєм основної та побічної продукції демонструють відносну «скромність» цієї культури. А упереджене ставлення грунтується на поверхневому аналізі показників виносу елементів живлення для отримання врожаю, балансу їх споживання, виносу і повернення в грунт.
Залежно від умов обробітку і особливостей гібрид соняшнику на формування 1 т насіння і відповідної кількості побічної продукції (стебла, листя, кошики) витрати елементів живлення складають: N – 42-50 кг, Р 2 Про 5 – від 25 до 30 кг, до 2 Про – від 100 до 150 кг, Са – приблизно 14 кг і Mg – близько 12 кг. Досить помножити ці цифри на 1,5-2 (середня врожайність соняшнику в Україні), як вийдуть «страшні» цифри використаних культурою елементів живлення: N – 110-130 кг / га, Р 2 Про 5 – 50-60 кг / га, До 2 Про – 300-350 кг / га. Зазвичай саме ці дані наводять як аргумент проти соняшнику. Ненажерливий, мовляв, не в міру.
Але використання елементів живлення на формування врожаю і винос елементів живлення з поля – це, як кажуть в Одесі, «дві великі різниці» (табл. 1). З поля виноситься (точніше, вивозиться) товарна продукція, тобто насіння соняшнику. З 1 т насіння соняшнику поле залишають 28 кг азоту, 16 кг фосфору, 24 кг калію, близько 6,5 кг магнію і кілька кг (сукупно) інших мезо- і мікроелементів. Тобто при врожайності 2 т / га з грунту виноситься не більше 60 кг азоту, 30 кг фосфору і 50 кг калію.
А решта? Адже на 1 т врожаю, як згадувалося вище, потрібно понад 40 кг азоту і 30 кг фосфору, а калію -більш центнера. Решта залишається на полі, в рослинних рештках. І в результаті мінералізації стебел, коренів і залишків капелюшків повернеться в грунт. Урожайність насіння соняшнику близько 1 т / га передбачає наявність на 1 га близько 3 т сухої речовини надземних і підземних рослинних залишків, а при врожайності 1,5 т / га – близько 4 т.
При використанні 1 кг азоту на формування основної (насіння) і побічної (надземної частини рослин) продукції з рослинними залишками соняшнику в грунт повертається 0,75 кг азоту, рослинні залишки ріпаку повертають -0,67 кг, кукурудзи – 0,54 кг, а зернові колосові приблизно 0,25 кг.
Тобто соняшник залишає на полі в рослинних рештках три чверті засвоєного азоту, а зернові колосові – тільки одну третину. При цьому кількість рослинних залишків після збирання соняшника (4-6 т / га) цілком відповідає кількості рослинних залишків після збирання зернових колосових. Соняшник лідирує по поверненню калію, фосфору, мікроелементів. Повернення поживних речовин з рослинними залишками щодо їх загальної кількості, витраченого на формування врожаю, становить по культурам приблизно: а) соняшнику: N – 74%, Р 2 Про 5 – 54%, К 2 О – 94%; б) ріпаку: N – 60%, Р 2 Про 5 – 35,8%, К 2 О – 71,2%; в) кукурудзи: N -51%, Р 2 Про 5 – 34%, К 2 О – 98,5%; г) зернових колосових: N -24-32%, Р 2 Про 5 – 17,1-17,6%, К 2 О – 68,1-72,4%; д) сої: N – 27,4%, Р 2 Про 5– 27,8%, К 2 О – 32%.
Особливості використання соняшником елементів мінерального живлення дозволяють назвати його «скнарою», але не «ненажерою». Адже значна частка отриманих рослинами макро- і мікроелементів накопичується на своєрідному «депозиті» – в рослинних рештках. Солома зернових колосових містить приблизно 0,5% азоту, 0,2% фосфору, 0,9-1% калію.
Лістостебельной маса соняшнику має втричі більше азоту (1,56%), вчетверо – фосфору (0,76%) і калію (4,52%), а також сірку, кальцій, магній, бор, мідь, марганець, цинк, кобальт і інші мікроелементи в концентрації набагато більшою, ніж містить солома злаків. Ці елементи тимчасово недоступні для використання наступною культурою, але не залишають межі поля.
Способи компенсації
Для того щоб уникнути виснаження грунту, необхідно компенсувати винос елементів живлення, неминучий при відчуженні товарної частини врожаю. Тому при вирощуванні соняшнику необхідним є внесення мінеральних добрив, що забезпечує надходження №К, а також мезо- і мікроелементів (сірки, магнію, бору, цинку) в кількостях як мінімум відповідних виносу з товарною частиною врожаю. Доцільність цього підходу демонструють дані, отримані в 2006-2009 рр. в Кіровоградському інституті АПВ (О. Андрієнко, А. Андрієнко, І. Семеняка, 2011).
При вирощуванні соняшнику в 5-польном сівозміні інтенсивного типу (чорний або зайнятий пар, озима пшениця, соя, кукурудза на зерно, соняшник), з використанням мінеральної і органоминеральной систем добрива, після збирання соняшнику зменшення вмісту в грунті нітратного азоту і калію не спостерігалося, вміст фосфору в орному шарі змінювалося незначно (табл. 2).
Після збирання соняшника особливу увагу слід приділити розкладанню його рослинних залишків. Тільки за рахунок таких залишків, без коренів, в грунті може утворитися більш 1 т / га гумусу з компенсацією його мінералізації під посівами 47,9-48,3%. З поверненням в грунт 5-6 т / га повітряно-сухої маси надземних рослинних залишків з ними надходить 40-60 кг / га азоту, близько 20 кг / га фосфору і приблизно 150-200 кг / га калію. Компенсація виносу елементів живлення при цьому становить близько 80%. Інтенсивність розкладання рослинних залишків залежить від температури, вологості, складу і активності мікрофлори, а також співвідношення вуглецю і азоту (С: N) в їх складі. Рослинні залишки з недостатнім вмістом N не забезпечують потреб целлюлозоразлагающіе мікроорганізмів в азоті. Тому процеси розкладання сповільнюються, відбувається іммобілізація азоту. Тобто азот з рослинних залишків (а також нітратний азот грунту) зв’язуються мікробної біомасою, в результаті чого вміст нітратного азоту в ґрунті тимчасово знижується. Оскільки між прибиранням соняшнику і посівом озимини часовий інтервал становить від тижня до місяця (максимум), початок мікробіологічного розкладання рослинних залишків соняшнику часто збігається за часом з початком осіннього кущіння зернових. Іммобілізація азоту целлюлозоразлагающіе мікроорганізмами істотно погіршує азотне живлення сходів. Ситуацію можна поліпшити шляхом коригування норми внесення азотних добрив при посіві з урахуванням потреб мікроорганізмів -деструкторов рослинних залишків. Так як вміст азоту в лістостеблевой масі соняшнику вище, ніж в соломі злаків, то цілком достатня компенсаційна норма приблизно 5-6 кг азоту д. В. / Т залишків, тобто 25-30 кг д. У. / Га.
Частина необхідного для «пожирачів стерні» азоту можна внести раніше – з десикантом, наприклад. Відомо, що використання препаратів дикват для передзбиральної десикації посівів соняшнику в баковій суміші з аміачною селітрою (5-10 кг / га) дозволяє зменшити норму внесення десиканта на 0,5-1 л / га. Оскільки нітратний азот при обробці посівів залишається на поверхні рослин і ґрунту і може стати активатором інтенсивного розкладання рослинних залишків. Він розподіляється рівномірно, максимально контактуючи з рослинними залишками. Причому може включитися в процес мінералізації набагато раніше, ніж нітратний азот з гранул добрив, внесених при посіві.
Посів озимих в пізні терміни зменшує ймовірність перерозподілу азоту з мінеральних добрив на користь мікроорганізмів. Низькі температури уповільнюють мінералізацію пожнивних залишків. Якщо рослинні залишки залишаються в «стоячому» стані, що характерно для технології No-till посіву зернових, то восени деструктори рослинних залишків майже не працюють. У подібній ситуації можна обмежитися незначним (5-10 кг д. У. Азоту) збільшенням норми припосівного добрива. А основну компенсаційну норму доведеться вносити після відновлення весняної вегетації. Іншими словами, збільшувати норму добрив для внесення по таломерзлой грунті або за методом Бузницького (сівалками) з урахуванням забезпечення целлюлозоразлагающіе мешканців грунту.
Нагадаємо, швидке розкладання рослинних залишків – один з простих і надійних способів профілактики збереження інфекційного початку багатьох хвороб. Тому своєчасні витрати на 1 ц селітри окупаються не тільки кращими умовами розвитку сходів попередника і швидкої мінералізацією органіки з вивільненням елементів живлення в доступній для рослин формі. Зменшення запасів збудників грибних і / або бактеріальних захворювань, небезпечних для соняшника, ріпаку та бобових (у цих видів багато спільних проблем, в тому числі і захворювання) -ще одна перевага своєчасного позбавлення від рослинних залишків.
Висновки
Особливості використання посівами соняшнику елементів мінерального живлення з грунту і мінеральних добрив не перешкоджають навіть беззмінному вирощування цієї культури при внесенні компенсаційних норм мінеральних добрив. Відносно невеликий винос макроелементів з товарною частиною врожаю і висока окупність їх застосування дозволяють підтримувати баланс з мінімальними витратами. Необхідна умова поліпшення режиму харчування наступних культур – прискорене розкладання рослинних залишків, забезпечує внесення 80-100 кг / га аміачної селітри в осінній або (в разі необхідності) весняний період.
Посилення водної та вітрової ерозії
Суть проблеми
Традиційна технологія обробки грунту під соняшник передбачає глибоку отвальную обробку грунту восени, ранневесеннее закриття вологи, а також проведення однієї або двох культивацій перед посівом. Таким чином, поверхня ґрунту залишається голою, тобто не прикритої рослинними залишками, протягом тривалого періоду – з листопада і до змикання рядків в наступному році (початок червня). Механічна обробка змінює структуру грунту, зокрема руйнує водопрочной агрегати. Боротьба з бур’янами за допомогою механічних методів (до – і повсходовое боронування, міжрядні обробки) посилює наслідки основної та передпосівної обробки ґрунту. Під дією опадів і вітру відбувається активне руйнування верхнього шару обробленої грунту і її видування (при вітрової ерозії) або змивання (при водної ерозії). Таким чином, обробіток соняшнику є причиною ерозії грунту, і чим коротше період ротації, тим вище збиток для родючості грунту.
Факти
За узагальненими даними багатьох дослідників, діапазон оптимальної щільності ґрунту для соняшника на чорноземах звичайних і південних знаходиться в межах 1,15-1,3 г / см 3 . Відхилення щільності ґрунту від оптимуму в сторону збільшення або зменшення погіршує умови для розвитку кореневої системи і знижує врожайність рослин. Обробка грунту розглядається, перш за все, з точки зору регулювання її щільності. При зіставленні величин рівноважної і оптимальної для культур щільності ґрунту визначається потреба в тій чи іншій механічній обробці. Одна з причин популярності обробки грунту під соняшник на значну (до 27-30 см) глибину це можливість тимчасово зменшити об’ємну масу надмірно щільною грунту до оптимальних параметрів. Наскільки це необхідно? Соняшник вирощується переважно на чорноземах звичайних і південних, а також темно-каштанових грунтах. Рівноважна щільність південних чорноземів трохи вище щільності чорноземів обикновенних- 1,15-1,35 г / см 3 , що, як правило, пов’язано з більш низьким вмістом гумусу і більш важким гранулометричним складом цих грунтів.
На чорноземах звичайних і чорноземах південних можна сіяти соняшник без обробки грунту, адже їх рівноважна щільність більш-менш відповідає вимогам культури. Теоретичні припущення підтверджує успішна практика посіву соняшника за технологією No-till. При цьому не тільки економляться час і гроші, але істотно зменшується ерозія грунту.
У природних (перелогових) умовах чорноземи мають зернисту структуру. Грудочки грунту розміром менше 10 мм пронизані корінням і не розпливаються під дією зливи, якщо навіть зняти дернину, також вони мають досить високу механічну міцність. Ґрунти з оптимальною структурою містять близько 80% повітряно-сухих агрегатів розміром 0,25-10 мм, що забезпечує високу стійкість до дії дощу і вітру. Наявність більше 50% частинок більше 1 мм у верхньому шарі (0-5 см) грунту забезпечує її вітростійкість.
Як відомо, краще – ворог хорошого. Інтенсивне механічний вплив для незначного зменшення щільності ґрунту, щоб допомогти соняшнику, призводить до прямо протилежних результатів. На ріллі після багаторічної механічної обробки домінують грудки (брили) неправильної форми розміром більше 10 мм. У типовому чорноземі брил може бути до 20%, а в південному – до 60%. У агрегатів, як правило, відсутня майже типова для цілинного чорнозему гидрофобная окантовка гуматний плівкою. Тому грудки після зливи або в зрошуваних умовах розпливаються і утворюють кірку, а при механічному навантаженні такий ґрунт ущільнюється до непробивного корінням просапних культур стану. Але на темно-каштанових грунтах зони Сухого Степу обробка грунту є неминучим злом. Такі грунти зазвичай містять не більше 2,5-3% органічної речовини, а внаслідок дегумификации і хронічного переущільнення сільгосптехнікою їх рівноважна щільність досягає 1,34-1,4 г / см3.
Солонці, каштанові і світло-каштанові грунти посушливої зони Самоущільнюючий до 1,4-1,5 г / см3. Вони вимагають глибокого розпушування та практично непридатні для різних систем мінімальної, а тим паче нульової обробки.
Способи компенсації
Досвід фермерів США свідчить про те, що рослинні залишки (особливо вертикально розташовані) відмінне профілактичний засіб проти ерозії грунтів. Збережені рослинні залишки соняшнику, особливо при узкорядним (30-45 см) посіві, можуть поліпшити снегозадержание і накопичення вологи в грунті (Nielsen, 1998). Відомо, що висока (понад 30 см) стерня пшениці зменшує швидкість вітру на висоті 15 см майже на 80% в порівнянні з ділянками, де такі ж рослинні залишки були подрібнені (задісковани). Що залишилися після збирання на полі «стоячі» стебла соняшнику здатні «погасити» швидкість вітру не гірше високою стерні зернових. А зменшення швидкості вітру в приземному шарі зменшує вітрову ерозію. Рослинні залишки зернових колосових і кукурудзи захищають від ерозії посіви соняшнику, а рослинні залишки соняшнику сприяють накопиченню вологи і зменшення дефляції на посівах зернових. Тому найнадійніший спосіб зберегти грунт-постійно захищати її вегетуючими рослинами культури і / або їх рослинними залишками. Необхідною умовою для цього є перехід на технологію з мінімальним впливом на грунт, тобто No-tin, Strip-till або Mini-till.
У США багато фермерів вирощують соняшник за технологією No-till з поверненням культури на колишнє місце через 4-6 років. За даними Ренді Андерсона ( «Зерно», №10 / 2012), урожай соняшнику в сівозміні з кукурудзою (пшениця -кукуруза – соняшник -пар) був на 60% вище, ніж в сівозміні з просом (просо – соняшник). У регіонах з великою кількістю опадів у США популярний сівозміну яра пшениця – озима пшениця – кукурудза – соняшник. Також поширений шестіпольний сівозміну: озима пшениця – кукурудза – горох – кукурудза – соняшник – яра пшениця.
В Україні доцільність подібних технологічних рішень підтверджена практикою, так як багато фермерів успішно використовують No-till і 4-5-Польна сівозміни не тільки на чорноземних, але і на темно-каштанових грунтах. У варіанті прямого посіву без обробки грунту навесні перед посівом щільність грунту була 1,24 т / м 3 , в фазу освіти кошики – 1,29 т / м 3 , до прибирання – 1,37 т / м 3 , тобто вона виходила за межі оптимальних значень. І це, на нашу думку, було однією з основних причин зниження врожайності соняшнику в даному варіанті обробітку грунту.
Висновки
При максимальному збереженні і накопиченні рослинних залишків на поверхні грунту вирощування соняшнику з інтервалом в 4-5 років не створює загрози ерозії і дефляції грунтів. Не рекомендується класична система механічного догляду за посівами (боронування, міжрядні обробки), насичення сівозміни просапними культурами з невеликою кількістю рослинних залишків, чорний пар.
Доцільно використовувати технології No-till, Strip-till або Mini-till на грунтах, рівноважна щільність яких відповідає оптимальної щільності для вирощування культури.
На грунтах, непридатних для прямого посіву, ерозію можна зменшити за рахунок вирощування соняшнику з вузькими міжряддями (30-45 см), раціонального використання рослинних залишків.
В рамках технології смуговий обробки грунту (Striptill) проводиться розпушування смуги, в яку потім проводиться посів. Близько двох третин поля залишається необробленої і зберігає свою природну структуру. При технології обробітку культур з смуговим розпушуванням обробка грунту складається тільки з двох робочих операцій: розпушування восени або навесні з посівом у розпушені смуги (К. Меллер, 2011).
Иссушение грунту
Суть проблеми
Соняшник споживає велику кількість води, використовуючи запаси вологи з глибини до 1,5-2 м. Після збирання соняшника осінні і ранньовесняні опади не заповнюють повністю запаси вологи в грунті, тому він є поганим попередником для озимих культур, а в деяких випадках – і для ярих. Вважається, що відновлення запасів вологи в грунті до рівня, що передував посіву соняшника, вимагає мінімум 3-4-х років.
Факти
При гарній вологозабезпеченості посіви соняшнику споживають вологу жадібно і марнотратно. Велика витрата води соняшнику на транспірацію пояснюється низьким внутрішнім опором току води в великих судинних пучках стебла при транспортуванні води через рослина, а також низьким устьічнимі опором парам води.
За період від висівання до освіти кошиків посіви використовують відносно небагато вологи з ґрунту – в межах 70-85 мм. У період від висівання до появи масових сходів соняшнику, коли грунт не покрита зеленою рослинністю, посіви випаровують від 2 до 4 мм / га на добу. Після змикання рядків випаровування вологи з поверхні обробленої грунту зменшується, але зростає споживання води рослинами. Після утворення кошиків і до початку дозрівання витрата води становить приблизно 100-120 мм, а з початку дозрівання до досягнення повної стиглості використовується ще 100-130 мм вологи.
Рівень водоспоживання визначається не тільки влагообеспеченностью в кожному окремому році, але і комплексом інших кліматичних умов, якi характеризуються так званим коефіцієнтом вологозабезпечення (К), запропонованим Ю. Мельником. Обчислюється він шляхом ділення суми опадів за осінньо-зимовий і вегетаційний періоди на суму середньодобових температур за період від сівби до стиглості, помноженої на 0,1. У зв’язку з тим, що соняшник використовує близько 60% вологи осінньо-зимових опадів, їх сума множиться на коефіцієнт 0,6. В Степу і Лісостепу існує пряма залежність між коефіцієнтом вологозабезпечення і урожаєм насіння. Розрахункова формула має такий вигляд: К = 0,61Σx1 + Σx2: Σt ° 0,1, де 0,6 – коефіцієнт, що характеризує ступінь засвоєння грунтом зимових опадів; Σx1 – сума опадів за попередній вегетації осінньо-зимовий період (від дати переходу середньодобової температури повітря через 5 ° С восени до дати переходу через 10 ° С навесні наступного року); Σx2-сума опадів за вегетаційний період (від дати переходу середньодобової температури повітря через 10 ° С навесні до дати дозрівання соняшнику); Σt ° – сума температур за вегетаційний період.
Характер споживання води на різній глибині в чому залежить від її запасів в грунті, кількості опадів і суми ефективних температур в період вегетації. У сумарному водоспоживання культури приблизно 30-40% припадає на запаси вологи з ґрунту, а 60-70% – на опади, що випали на протязі вегетаційного періоду. У дослідах на Слов’яносербському госсортоучастках (Яковлєв, 1970) в період від сівби до утворення двох пар справжніх листків, волога використовувалася тільки з шару 0-40 см. В подальшому, до освіти кошики, коли опадів було 38,6 мм, волога використовувалася в найбільшому кількості з усього кореневого шару на глибині до 140 см. у вологі роки, коли протягом вегетації рясні опади розподілялися рівномірно, грунтові запаси вологи до освіти кошики зовсім витрачалися. Від освіти кошики до стиглості при 117,4 мм опадів соняшник використовував 172,3 мм ґрунтової вологи, в т. Ч. З шару 40-100 см – 74,9, а з шару 100-140 см -31,5 мм. При рясних опадах в період вегетації найбільшу кількість грунтової вологи в фази цвітіння і семяобразованія також споживалося з шару 40-100 см. У посушливі роки 45,6% загальної витрати вологи забезпечували опади, що випали під час вегетації соняшнику, інші 54,4 – становили грунтові запаси, в т. ч. 26,3% – весняні в шарах 40-100 і 100-140 см.
При відсутності достатньої кількості опадів соняшник активно використовує воду з глибоких шарів і може задовольнити свої потреби за рахунок запасів вологи з шару 40-200 см на 45-60%.
В умовах достатнього і надмірного зволоження соняшник використовує вологу ґрунту марнотратно, в посушливих умовах -намного більш економно. Транспіраціонний коефіцієнт соняшнику при вологості грунту близько 70% польової вологоємності становить близько 620-640 л / кг сухої маси, а при вологості грунту, близької до точки в’янення, – 440 л / кг сухої маси. За даними Е. Агафонова (2003), в середньому за 20 років спостережень при відносно хорошою влагообеспеченности соняшник для формування 1 т насіння використовував 180 мм, а при посушливій погоді – 120 мм (1200 т) вологи.
Оптимальна вологість кореневого шару для соняшника становить 60-70% найменшої вологоємності, що передбачає наявність вологи в метровому шарі грунту в межах 160-180 мм. Значення запасів продуктивної вологи для соняшника не повинно бути нижче 100 мм (табл. 3).
Чим менше запаси вологи в грунті, тим менше повинна бути густота стояння рослин. Оптимальна густота стояння рослин (до збирання) при глибині промачивания грунту до 0,6-1 м для середньоранніх гібридів не повинна перевищувати 30 тис. / Га, а для скоростиглих – 40 тис. / Га. При глибині промачивания до 1,5 м можна планувати густоту стояння 40-45 тис. Росл. / Га; а при глибині до 2 м – 45-50 тис, раст. / га.
Але як би не складалися погодні умови, соняшник завжди істотно скорочує запаси вологи, часто створюючи проблеми для подальшої культури. А через деякий час – і для себе, на черговому витку сівозміни.
Способи компенсації
Поліпшити баланс вологи можна за рахунок зменшення її непродуктивного витрати і поліпшення умов для її накопичення в грунті.
Опади теплого (квітень-серпень) періоду не забезпечують глибокого промачивания і переважно використовуються вегетуючими рослинами або непродуктивно витрачаються на випаровування з поверхні грунту. В Степу і Лісостепу позднелетний і осінній періоди характеризуються високою температурою і низькою відносною вологістю повітря. Тому велика частина вологи втрачається грунтом на випаровування: серпневі опади – практично повністю, вересневі – на 60-70%, жовтневі -на 25-30%.
Існує три способи зменшити випаровування: своєчасне «закриття» вологи за рахунок руйнування капілярів в верхньому шарі ґрунту (боронування, культивації); максимальне проекційне покриття поверхні поля рослинами; використання мульчі (рослинних залишків).
Оскільки регулярні механічні обробки поверхні грунту є причиною втрат її родючого шару через посилення дефляції (видування) і ерозії, цей метод можна вважати небезпечним.
Тому варто розглянути зменшення випаровування вологи за рахунок покриття поверхні грунту рослинними залишками. Причому не тільки після збирання соняшнику, а й на попередніх і наступних культурах сівозміни. Адже баланс вологи, як і баланс бухгалтерський, передбачає перехідні залишки вологи. За даними досліджень Ф.Бакірова і А. Коряковський (2011), мульчування поверхні грунту солом’яною мульчею дозволило за теплий період літа-осені накопичити додатково по дрібному розпушування 27 мм і по нульового обробітку 30 мм вологи в порівнянні з контрольним варіантом. Мульчування (розкидання соломи) при нульовій обробці дозволяє грунті засвоїти 59% осінніх опадів, тоді як оранка-всього 22%. Відсутність мульчі значно знижувало акумуляцію літньо-осінніх опадів. Причому в цьому випадку найгірше волога накопичувалася при відмові від обробітку грунту, трохи краще – при дрібному розпушуванні, оранка займала проміжне становище між ними. За рахунок накопичення вологи зерновими «партнерами» соняшнику в сівозміні можна істотно поліпшити загальне накопичення вологи за період ротації сівозміни. Рослинні залишки соняшнику, що використовуються для снігозатримання, покращують надходження вологи взимку. Оскільки висока стерня (і «стоячі» стебла соняшнику після збирання) зменшують швидкість вітру в приземному шарі, їх присутність на полі зменшує конвекцию повітряних мас, відповідно – випаровування вологи з верхнього шару грунту. Мульча з рослинних залишків соняшнику, як і мульча з соломи зернових, також здатна додатково утримати в грунті 20-50% випали восени опадів. Ще один спосіб зменшити випаровування вологи – використовувати раціональну схему посіву культур. Наприклад, замість традиційного широкорядного (з міжряддям 70 см) посіву соняшника проводити посів з вузькими (15-45 см) міжряддями. Тобто так званий суцільний посів. Посів низькорослих гібридів соняшнику в степовій зоні з міжряддями 30-45 см і збільшеною на 15-20% нормою висіву підвищує врожайність. Це відбувається за рахунок рівномірного розміщення рослин на площі і скорочення втрат вологи. Якщо при широкорядній посіві середня площа живлення 1 рослини -28х70 см, то в узкорядним вона нагадує ромб зі сторонами 25-40 см. У узкорядним посівах рослини замикають рядки на 10-14 днів раніше, ніж у звичайних з міжряддями 70 см. Це зменшує перегрів грунту і істотно знижує непродуктивне випаровування вологи. При щодобовому випаровуванні 2-4 мм / га сходами соняшнику до змикання рослин вузькорядного посів може зберегти 20-40 мм вологи.
При вирощуванні соняшнику за технологією No-till з відносно вузькими міжряддями ефекти від влагосберегающей дії рослинних залишків і швидкого змикання рядків підсумовуються.
За рахунок дбайливого використання осінніх і зимових опадів може бути забезпечено глибоке промочування грунту і підвищено продуктивне використання грунтової вологи. Про найбільш ефективні способи накопичення вологи ведуться дискусії, але більшість дослідників підтверджують ефективність глибокого розпушування без обороту пласта. Обробка глибокорозпушувачами забезпечує руйнування плужної підошви, що важливо для безперешкодного розвитку кореневої системи соняшнику і для проникнення вологи в глибокі горизонти грунту. При цьому поверхня ґрунту піддається мінімальній дії, в тому числі зберігаються рослинні залишки. Тим самим зменшується ерозія грунту, непродуктивне випаровування вологи і стік опадів.
Що стосується обробки грунту після збирання соняшника, то його коренева система відмінно справляється з «розущільненням» ґрунту, забезпечуючи безперешкодне промочування кореневого шару грунту, тобто до 2 м. Тому прямий посів подальшої культури є найоптимальнішим варіантом для накопичення і збереження вологи.
І, звичайно ж, найбільш радикальний і надійний спосіб відомості «дебету» і «кредиту» при вирощуванні соняшнику в сівозміні – зрошення. Культура здатна ефективно використовувати вологу після попередників з поверхнево розташованої кореневою системою. Наприклад, після рису, ярої пшениці або ярого ячменю. В цьому випадку можна обійтися взагалі без зрошення соняшнику або провести один полив в критичну для культури фазу, тобто в період формування кошиків. Так як соняшник ефективно використовує вологу, що знаходиться на глибині 0,4-1,5 м, доцільно восени після збирання попередника проводити вологозарядковий полив.
Висновки
З трьох розглянутих проблем, потенційним винуватцем яких може бути соняшник, висушування грунту – найсуттєвіша. Для її згладжування (не вирішення!) При обробленні культури в незрошуваних умовах необхідно використовувати технології, що зменшують втрати води і сприяють максимально ефективному накопичення та використання вологи опадів.
Такий підхід повинен поширюватися не тільки на соняшник, але і на всіх інших учасників сівозміни. Інтерес представляють технології вирощування з максимальним використанням рослинних залишків для накопичення і утримання вологи. Тобто No-till або Strip-till. Після збирання попередників соняшнику, ущільнюючих грунт, доцільно проведення глибокого розпушування без обороту пласта.
На зрошуваних землях частота присутності соняшнику в сівозміні не регламентується балансом запасів вологи в грунті. Урожайність в межах 4-5 т / га при забезпеченні оптимального режиму зрошення та мінерального живлення може вберегти незрошувані землі від надміру частого вирощування соняшнику.
Майже філософські умовиводи. Проблема культивування соняшнику – це наслідок бажання отримати більше, витративши менше. І не перейматися наслідками, які такий підхід неминуче породжують в найближчому майбутньому. Проблема – не в тому, що соняшник займає 20-25% посівних площ, а в тому, що ігноруються необхідних заходів для компенсації його впливу на ґрунт і інші культури сівозміни. І якщо в упор не помічати змін в балансі поживних речовин і вологи, то ситуацію не виправить навіть обмеження 7-8 років на повторний посів.
При аналізі особливостей використання культурою вологи, мінеральних речовин із ґрунту і добрив, а також впливу на грунт різних технологій вирощування можна виділити «точки перетину», які «закриває» певний елемент технології. По-перше, впровадження мінімально травматичних для грунту технологій. На грунтах, природна (рівноважна) щільність яких відповідає оптимальної щільності ґрунту для вирощування соняшнику, – технологія No-till. На більш щільних грунтах – Strip-till. При необхідності зменшити щільність грунту, зруйнувати плужную підошву і створити умови для накопичення вологи доцільно використовувати глибокорозпушувач. Такий підхід до обробки грунту практично виключає водну ерозію і дефляцію грунту, сприяє мінімальному випаровуванню і максимальному накопиченню вологи. По-друге, управління рослинними залишками. Тобто їх використання для захисту поверхні грунту від ерозії, для зменшення втрат вологи (зменшення конвекції за рахунок зменшення швидкості вітру в приземному шарі і нагрівання поверхні грунту) і поліпшення накопичення вологи опадів (ефект снігозатримання). А також їх використання як «депо» поживних речовин з поступовим контрольованим вивільненням.
Потенціал рослинних залишків розкривається при технологіях No-till і Strip-till. При цьому необхідно враховувати коригування в технології мінерального живлення. По-третє, забезпечення повноцінного мінерального живлення, в тому числі з урахуванням компенсаційних доз азотних добрив для мінералізації пожнивних залишків. Збалансоване мінеральне живлення сприяє, крім усього іншого, більш економного використання вологи культурними рослинами. По-четверте, скорочення непродуктивних витрат вологи посівами соняшнику за рахунок посіву зі зменшеною (30-45 см) шириною міжрядь.
По-п’яте, використання зрошення. Інтеграція перерахованих рішень в єдине ціле виглядає як Strip-till (локально – No-till) технологія, яка передбачає збереження рослинних залишків, посів культури з вузькими міжряддями, компенсацію виносу поживних речовин культурою і потреб целлюлозоразлагающіе мікроорганізмів внесенням мінеральних добрив, зрошення. Безпечне для родючості грунту вирощування соняшнику можливо тільки при поєднанні інтенсивної технології обробітку з заходами щодо нейтралізації негативних наслідків.
Що мається на увазі? Розкриття потенціалу врожайності гібрида в конкретних умовах і збереження балансу органічної речовини і вологи в грунті, повернення елементів мінерального живлення і збереження структури грунту.
Тільки при дотриманні цих умов можливо без шкоди засівати 1 / 4-1 / 5 частину площ соняшником. Втім, при хижацькому екстенсивному вирощуванні сільгоспкультур не допоможе навіть 7-8-річний інтервал повернення соняшнику на те саме місце. Ресурси грунту не безмежні …
Олександр Гончаров, науковий співробітник з агрономії, ТОВ «Агросфера»
