УДК 633.11:631.559.811 doi: 10.21498/25181017.19.4.2023.291230
М. М. Корхова1*, І. В. Смірнова1, Н. В. Нікончук1, Б. М. Макарчук2
1Миколаївський національний аграрний університет, вул. Г. Гонгадзе, 9, м. Миколаїв, 41400, Україна,
*email: korhovamm@mnau.edu
2Таврійський державний агротехнологічний університет імені Дмитра Моторного, вул. Жуковського, 66, м. Запоріжжя, 69600, Україна
Мета. Визначити вплив поверхневого обробітку ґрунту, який виконують за допомогою різних сільськогосподарських машин, на його забур’яненість, інтенсивність розкладання рослинних решток ячменю озимого та врожайність наступної культури (пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’). Методи. У процесі досліджень послуговувалися загальнонауковими, спеціальними, польовими, математичностатистичними та розрахунковопорівняльними методами. Результати. В умовах перенасичення сівозмін зерновими культурами та застосування ресурсоощадних технологій вирощування актуальним є використання нових знарядь для поверхневого стерньового обробітку ґрунту з одночасним його кришенням, підрізанням кореневої системи бур’янів і пожнивних залишків, частковим їх загортанням і мульчуванням поверхні поля. Упродовж 2021–2022 рр. найбільше розкладання стерні ячменю озимого спостерігали через 21 добу після поверхневого обробітку ґрунту ротаційним подрібнювачем DUCAT RST6 – у середньому на 5,1–6,5% вищі значення, ніж за використання борони вертикального обробітку DUCAT UVT6 та короткої дискової боронилущильника DUCAT2,5. Найсильніше проростання насіння бур’янів і падалиці (30–37 шт./м2) провокував DUCAT RST6, найслабше (13–18 шт./м2) – DUCAT2,5. Максимальну врожайність зерна пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’ (5,63 т/га) у 2022–2023 рр. отримано за поверхневого стерньового обробітку ґрунту агрегатом DUCAT2,5. Висновки. За результатами проведених досліджень визначено, що стерньовий обробіток ґрунту ротаційним подрібнювачем (ножемротором) DUCAT RST6 відразу після збирання попередника (ячменю звичайного озимого типу розвитку) є найсприятливішим для проростання насіння падалиці й бур’янів.
Ключові слова: Triticum aestivum L.; ґрунтообробні агрегати; інтенсивність розкладання соломи; схожість падалиці та бур’янів; густота продуктивного стеблостою; маса зерна з одного колоса; врожайність зерна.
Margaryta Korkhova
https://orcid.org/0000000167135098
Iryna Smirnova
https://orcid.org/0000000289763818
Natalia Nikonchuk
https://orcid.org/0000000294252684
Вступ
Натепер, під час воєнного стану, в сільськогосподарському виробництві України суттєво зменшується використання мінеральних добрив і зростають ціни на пально-мастильні матеріали. Це призводить до низької економічної ефективності вирощування зернових культур, зокрема найголовнішої з них у світі – пшениці озимої [1, 2]. Водночас дедалі більше ґрунтів, особливо на півдні країни, потерпають від ерозії. Саме тому впровадження енергоощадних способів їхнього обробітку, яке дасть змогу збільшити продуктивність сільськогосподарської техніки та залучених ресурсів у процесі вирощування рослин, є особливо важливим в умовах сьогодення [3–5].
Одним зі способів посилення протиерозійної стійкості через зниження механічного навантаження на ґрунти є їхній поверхневий обробіток, що також передбачає створення вирівняного насіннєвого ложа, забезпечення якісного підрізання бур’янів і рослинних решток попередньої культури й рівномірне їх розподілення на поверхні ґрунту [6, 7].
Мінімальна система обробітку ґрунту передбачає зменшення кількості та глибини обробітків і поєднання декількох операцій в одному робочому процесі, що знижує витрати енергії й часу [8, 9]. Однією з її головних переваг є збереження вологи в посівному шарі, що сприяє вчасному отриманню сходів пшениці озимої [10]. Водночас зменшення глибини обробітку, за даними численних досліджень, спричинює зниження врожайності зерна [11–13].
Проводити обробіток ґрунту рекомендують одразу після збирання попередника, щоб спровокувати проростання насіння бур’янів для їх подальшого знищення та порушити цикли розвитку хвороб і шкідників з метою зменшення їхньої шкідливості в майбутньому [14].
Високій і сталій урожайності в сівозміні степової зони України, ефективній боротьбі з ерозією та відновленню родючості чорноземних ґрунтів сприяє їх беззмінний плоскорізний обробіток [15].
Мінімальна система обробітку є перспективною і має більше переваг у зоні Степу, адже передбачає мульчування поверхні післязбиральними рештками (прискорене розкладання яких є дуже важливим) та забезпечує збереження до 25–50 мм вологи [16].
Нульовий обробіток ґрунту, поєднаний зі збереженням у полі пожнивних решток або застосуванням їх як мульчі, допомагає поглинанню значної частини атмосферного CO2 та підвищує ефективність використання води й поживних речовин [17].
Панфілова А. та ін. [18] установили, що врожайність зерна пшениці озимої після попередника ячменю ярого підвищується на 20,9% за умови дискування решток на глибину 10–12 см та застосування біодеструктора стерні.
Попередніми дослідженнями також визначено ефективність, з якою на агрофізичні властивості ґрунту впливає його поверхневий обробіток різними ґрунтообробними знаряддями. Водночас вплив на розкладання стерні попередника, провокування сходів бур’янів і формування продуктивності наступної культури (пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’) не встановлено [19].
Мета досліджень – визначити вплив стерньового обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами на продуктивність пшениці м’якої озимого типу розвитку сорту ‘Дума одеська’.
Матеріали та методика досліджень
Дослідження проводили впродовж 2021–2023 рр. у Навчально-науково-практичному центрі Миколаївського національного аграрного університету (с. Благодарівка, Миколаївський р-н, Миколаївська обл.), розташованому в зоні Південного Степу України. Ґрунт дослідної ділянки – чорнозем південний важкосуглинковий малогумусний.
Схема досліду складалася з варіантів стерньового обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами, а саме: рублячим ротаційним подрібнювачем (ножем-ротором) DUCAT RST-6; бороною вертикального обробітку Verti-till (турбодиском) DUCAT UVT-6; короткою дисковою бороною-лущильником (варіодиском) DUCAT-2,5; бороною зубовою пружинною важкою (штригелем) LIRA XL-21. Їхній короткий опис наведено в таблиці 1.
Польові дослідження здійснювали за «Методикою проведення кваліфікаційної експертизи сортів рослин» [20]. Загальна площа ділянки становила 600 м², облікової – 100 м². Повторність досліду триразова. Варіанти для порівняння розміщували в один ярус у записаній в схемі досліду послідовності, послуговуючись найпростішим систематичним (послідовним) методом розташування ділянок без стандарту. Цей метод також можна використовувати для земельних масивів з рівномірною родючістю ґрунту, що переважає на полі, де проводили дослідження.
Переважно типові умови випробувань сприяли якісному поверхневому обробітку (глибина – 2,6–4,5 см) ґрунту. Агрофон – стерня ячменю озимого висотою 16,0–16,6 см.
Інтенсивність розкладання пожнивних решток визначали на однотипних ділянках площею 1 м² у поверхневому шарі (0–5 та 0–10 см) у чотирьох повтореннях через 7, 14 і 21 день після підрізання та зароблення в ґрунт.
Відповідно до програми досліджень, кількість насіння падалиці встановлювали методом промивання водою (через сито з отворами 0,25 мм) зразків ґрунту, відібраних буром (об’єм циліндра – 90,4 см³) на двох діагоналях поля з шаром 0–5 см у трьох повтореннях. Облік сходів бур’янів і падалиці проводили кількісно-ваговим методом через 5, 10 і 15 діб після обробітку ґрунту.
Для аналізу впливу стерньового обробітку ґрунту на врожайність пшениці м’якої озимої використали сорт універсального типу для сівби на різних агрофонах і попередниках ‘Дума одеська’ (різновидність – erythrospermum), внесений у 2017 р. до Державного реєстру сортів рослин, придатних для поширення в Україні та вирощування в усіх ґрунтово-кліматичних зонах. Сорт короткостеблового типу, ранньостиглий, виколошується і достигає на два-три дні пізніше ніж ‘Антонівка’; має підвищену потребу в яровизації (50 діб) і відносну чутливість до фотоперіоду, високостійкий проти вилягання та осипання.
Основні елементи продуктивності та врожайність пшениці озимої визначали за Методикою проведення експертизи сортів рослин [21]. Статистично результати досліджень – аналітичний цифровий матеріал – обробляли методом дисперсійного аналізу, використовуючи комп’ютерні програми Microsoft Exel та Agrostat.
Результати досліджень
Результати вивчення особливостей розкладання рослинних решток ячменю озимого в шарі ґрунту (0–5 см) в динаміці (через 7, 14 та 21 добу після поверхневого обробітку різними сільськогосподарськими машинами) представлено в таблиці 2. Так, найінтенсивніше розкладання спостерігали за стерньового обробітку рублячим ротаційним подрібнювачем DUCAT RST-6 – на 0,8; 1,1 і 5,1% та 1,3; 1,9 і 2,3% більше, ніж за умови використання борони вертикального обробітку DUCAT UVT-6 і короткої дискової борони-лущильника DUCAT-2,5 відповідно. Застосування зубової важкої штригельної борони LIRA XL-21 не впливало на розкладання рослинних решток.
Таблиця 2
Динаміка розкладання рослинних решток ячменю звичайного озимого типу розвитку в шарі ґрунту 0–5 см, % від необробленого ґрунту
(середнє за 2022–2023 рр.)
Кількість діб після обробітку ґрунту |
Сільськогосподарські машини |
|||
DUCAT RST-6 |
DUCAT UVT-6 |
DUCAT-2,5 |
LIRA XL-21 |
|
2021 |
||||
7 |
5,2 |
3,6 |
3,1 |
0,0 |
14 |
10,4 |
8,9 |
6,9 |
0,0 |
21 |
11,4 |
10,0 |
7,8 |
0,0 |
2022 |
||||
7 |
1,2 |
1,0 |
0,7 |
0,0 |
14 |
2,7 |
2,9 |
2,2 |
0,0 |
21 |
7,1 |
7,8 |
6,2 |
0,0 |
Середнє за 2022–2023 рр. |
||||
7 |
3,2 |
2,4 |
1,9 |
0,0 |
14 |
6,5 |
5,4 |
4,6 |
0,0 |
21 |
9,3 |
4,2 |
7,0 |
0,0 |
Середньодобова температура за звітний період (6–26 липня) 2022 р. становила 25,4 °С, максимальна – 33,5 °С, мінімальна – 17,5 °С; 2023-го – 22,3; 34,8; 8,5 °С відповідно. Кількість опадів – 14,2 мм у 2022-му та 3,6 мм у 2023 р. Отже, умови 2022 р. більше сприяли розкладанню рослинних решток, яке мало показник 7,8–11,4% через 21 добу після стерньового обробітку ґрунту досліджуваними знаряддями.
Найінтенсивніше (4,7–21,7%) ячмінь озимий розкладався в шарі ґрунту 0–10 см (табл. 3); найменше (0,3–0,4% в середньому за роки досліджень) – у варіанті обробітку зубовою важкою штригельною бороною LIRA XL-21. За умови використання короткої дискової борони-лущильника DUCAT-2,5 показники розкладання становили від 5,6 до 11,9%; борони вертикального обробітку DUCAT UVT-6 – 6,1–13,3%; рублячого ротаційного подрібнювача DUCAT RST-6 – від 9,2 до 18,4% у шарі ґрунту 0–1 см через 21 добу після обробітку.
Таблиця 3
Динаміка розкладання рослинних решток ячменю звичайного озимого типу розвитку в шарі ґрунту 0–10 см, % (середнє за 2022–2023 рр.)
Кількість діб після обробітку ґрунту |
Сільськогосподарські машини |
|||
DUCAT RST-6 |
DUCAT UVT-6 |
DUCAT-2,5 |
LIRA XL-21 |
|
2021 р. |
||||
7 |
10,9 |
7,0 |
6,4 |
0,5 |
14 |
14,4 |
9,4 |
9,8 |
0,7 |
21 |
21,7 |
15,4 |
14,3 |
0,8 |
2022 р. |
||||
7 |
7,4 |
5,2 |
4,7 |
0,0 |
14 |
11,7 |
9,8 |
7,2 |
0,0 |
21 |
15,1 |
11,1 |
9,5 |
0,0 |
Середнє за 2022–2023 рр. |
||||
7 |
9,2 |
6,1 |
5,6 |
0,3 |
14 |
15,6 |
11,1 |
9,0 |
0,4 |
21 |
18,4 |
13,3 |
11,9 |
0,4 |
Найбільшу кількість (2338,8–2853,3 шт./м²) насіння падалиці, бур’янів та їхніх вегетативних органів, яке разом із насінням плодів є основним джерелом забур’яненості полів, виявлено у варіанті обробітку бороною-лущильником (варіодиском) DUCAT-2,5 в усі дати відбору проб ґрунту; найменшу (2111,5–1981,6 шт./м²) – за використання ножа-ротора DUCAT RST-6 (табл. 4).
Найчисленніші (30 шт./м²) сходи бур’янів і падалиці через 5 днів після обробітку ґрунту були у варіанті з використанням рублячого ротаційного подрібнювача DUCAT RST-6 з трирядним рублячим котком; найменші (13 шт./м²) – варіодиска борони-лущильника DUCAT-2,5 (табл. 5).
Серед досліджуваних сільськогосподарських машин виокремлено ті, що найбільше провокують проростання падалиці (за вологої погоди проростає впродовж 10 діб після збору врожаю та стерньового обробітку) й бур’янів. Зокрема, найефективнішим був рублячий ротаційний подрібнювач DUCAT RST-6 з трирядним котком, схожість насіння за використання якого становила 4,91%; пружинна зубова борона LIRA XL-21 мала показник 3,65%; варіодиск борона-лущильник DUCAT-2,5 – 1,84%.
Найбільшу масу бур’янів через 5 і 10 діб після обробітку ґрунту отримали завдяки використанню рублячого ротаційного подрібнювача DUCAT RST-6 з трирядним котком (185,4 та 277,5 г/м² відповідно). Найнижчу вагу (36,5 і 71,3 г/м²) спостерігали через 5 і 10 діб після застосування борони зубової пружинної LIRA XL-21, а через 15 діб – короткої борони-лущильника DUCAT-2,5.
Сільськогосподарські машини для обробітку ґрунту також по-різному впливають на продуктивність рослин пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’. Зокрема, найбільше продуктивних стебел (634 шт./м² у 2023 р.) сформовано за використання короткої дискової борони-лущильника DUCAT-2,5; найменше (459 шт./м² у 2022 р.) – рублячого ротаційного подрібнювача DUCAT RST-6 та важкої пружинної зубової борони LIRA XL-21 (табл. 6).
Таблиця 6
Густота продуктивного стеблостою пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’ залежно від поверхневого обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами, шт./м2 (середнє за 2022–2023 рр.)
Сільськогосподарські машини |
2022 р. |
2023 р. |
Середнє за 2022–2023 рр. |
DUCAT RST-6 |
459 |
617 |
538 |
DUCAT UVT-6 |
478 |
598 |
538 |
DUCAT-2,5 |
499 |
634 |
567 |
LIRA XL-21 |
459 |
582 |
521 |
Середнє |
474 |
474 |
608 |
НІР0,05 (шт./м2) |
13,8 |
14,5 |
14,0 |
Отже, в середньому за 2022–2023 рр. найвищу густоту продуктивного стеблостою рослин пшениці озимої (567 шт./м²) одержано за поверхневого обробітку ґрунту короткою бороною-лущильником DUCAT-2,5; найнижчу (521 шт./м²) – зубовою пружинною бороною LIRA XL-21.
Залежно від варіантів обробітку ґрунту та року досліджень маса зерна з одного колоса рослин пшениці варіювалася від 0,96 до 1,06 г/колос та в середньому у 2023 р. була на 9,4% вищою ніж у 2022 р. (табл. 7). Найбільше усереднене значення (1,02 г/колос) отримано у варіанті з обробітком трирядним рублячим котком DUCAT RST-6; найменше (1,00 г/колос) – короткою бороною-лущильником DUCAT-2,5.
Таблиця 7
Маса зерна з одного колоса пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’ залежно від поверхневого обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами, г/колос (середнє за 2022–2023 рр.)
Сільськогосподарські машини |
2022 р. |
2023 р. |
Середнє за 2022– 2023 рр. |
DUCAT RST-6 |
0,98 |
1,05 |
1,02 |
DUCAT UVT-6 |
0,97 |
1,05 |
1,01 |
DUCAT-2,5 |
0,96 |
1,04 |
1,00 |
LIRA XL-21 |
0,96 |
1,06 |
1,01 |
Середнє |
0,97 |
0,97 |
1,05 |
НІР0,05 (г/колос) |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
Установлено вплив стерньового обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами на врожайність наступної культури – пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’. Зокрема, у середньому за два роки досліджень найбільші показники (5,63 т/га) сформовано завдяки обробітку короткою дисковою бороною-лущильником DUCAT-2,5 – на 0,20; 0,22; 0,38 т/га більше, ніж за використання рублячого ротаційного подрібнювача DUCAT RST-6, борони вертикального обробітку DUCAT UVT-6 та борони зубової важкої LIRA XL-21 відповідно. Поступався іншим на 0,05–0,41 т/га й загалом продемонстрував найнижчу врожайність (4,39 т/га у 2022 р. та 6,10 т/га у 2023 р.) варіант, де застосовували агрегат LIRA XL-21 (табл. 8).
Таблиця 8
Урожайність зерна пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’ залежно від поверхневого обробітку ґрунту різними сільськогосподарськими машинами, т/га (середнє за 2022–2023 рр.)
Сільськогосподарські машини |
2022 р. |
2023 р. |
Середнє за 2022– 2023 рр. |
DUCAT RST-6 |
4,44 |
6,41 |
5,43 |
DUCAT UVT-6 |
4,57 |
6,24 |
5,41 |
DUCAT-2,5 |
4,75 |
6,51 |
5,63 |
LIRA XL-21 |
4,39 |
6,10 |
5,25 |
Середнє |
4,54 |
6,32 |
5,43 |
НІР0,05 (т/га) |
0,16 |
0,09 |
0,10 |
Висновки
За результатами проведених досліджень визначено, що для формування більшої продуктивності пшениці озимої сорту ‘Дума одеська’ (попередник – ячмінь озимий) в умовах Південного Степу України під час мінімального стерньового обробітку ґрунту варто застосовувати коротку дискову борону-лущильник DUCAT-2,5, оскільки саме цей агрегат сприяв одержанню максимальної кількості продуктивних стебел (567 шт./м2) і врожайності зерна (5,63 т/га).
Використана література
References
(2021). Systems of crop rotation and soil cultivation in the Steppe of Ukraine. In Rozvytok Prydniprovskoho rehionu: ahroekolohichnyi aspekt [Development of the Dnipro region: agro-ecological aspect] (pp. 467–510). Dnipro: Lira. [In Ukrainian]
Таблиця 1
Особливості технологічного процесу сільськогосподарських машин для поверхневого обробітку ґрунту
Сільськогосподарські машини |
Особливості технологічного процесу |
DUCAT RST6 |
Суцільне поперечне підрізання рослинних решток і поверхневого шару ґрунту, часткове укриття поверхні добре спушеними агрегатами, подрібнення та розщеплення стерні. |
DUCAT UVT6 |
Різальна та розпушувальна дія на поверхневому шарі ґрунту зі стернею, її подрібнення та розщеплення, загортання і розущільнення нижніх шарів. |
DUCAT2,5 |
Підрізання ґрунтової скиби зі стернею та бур’янами, інтенсивне кришення ґрунту та перемішування його з рослинними рештками. |
LIRA XL21 |
Руйнація ґрунтових капілярів, вичісування сходів бур’янів, перерозподіл рослинних решток. |
Таблиця 4
Засміченість ґрунту насінням падалиці та бур’янів за стерньового обробітку
різними сільськогосподарськими машинами (середнє за 2022–2023 рр.)
Сільськогосподарські машини |
Кількість діб після обробітку ґрунту |
Показники |
|
Засміченість ґрунту насінням падалиці та бур’янів у зразку (в шарі 0–10 см), шт. |
Кількість насіння падалиці та бур’янів, шт./м2 |
||
DUCAT RST-6 |
5 |
67 |
2111,5 |
10 |
65 |
2046,5 |
|
15 |
63 |
1981,6 |
|
DUCAT UVT-6 |
5 |
71 |
2273,9 |
10 |
70 |
2208,9 |
|
15 |
68 |
2143,9 |
|
DUCAT-2,5 |
5 |
73 |
2338,8 |
10 |
72 |
2306,3 |
|
15 |
70 |
2853,3 |
|
LIRA XL-21 |
5 |
70 |
2208,9 |
10 |
67 |
2111,4 |
|
15 |
64 |
2046,5 |
Таблиця 5
Схожість насіння падалиці та бур’янів залежно від поверхневого обробітку ґрунту
різними сільськогосподарськими машинами (середнє за 2022–2023 рр.)
Сільськогосподарські машини |
Кількість днів після обробітку ґрунту |
Показники |
||
Кількість сходів падалиці та бур’янів, шт./м2 |
Маса сходів падалиці та бур’янів (сира), г/м2 |
Схожість насіння падалиці та бур’янів, % |
||
DUCAT RST6 |
5 |
30 |
185,4 |
4,91 |
10 |
33 |
277,5 |
||
15 |
37 |
392,1 |
||
DUCAT UVT6 |
5 |
19 |
163,0 |
3,14 |
10 |
23 |
258,9 |
||
15 |
27 |
363,7 |
||
DUCAT2,5 |
5 |
13 |
67,9 |
1,84 |
10 |
15 |
91,5 |
||
15 |
18 |
109,7 |
||
LIRA XL21 |
5 |
21 |
36,5 |
3,65 |
10 |
27 |
73,1 |
||
15 |
29 |
129,7 |
UDC 633.11:631.559.811
Korkhova, M. M.*, Smirnova, I. V., & Nikonchuk, N. V., Makarchuk, B. M. (2023). Productivity of the soft winter wheat cultivar ‘Duma Odeska’ depending on the characteristics of stubble tillage. Plant Varieties Studying and Protection, 19(4), 00–00. https://doi.org/10.21498/25181017.19.4.2023.291230
Mykolaiv National Agrarian University, 9 H. Honhadze St., Mykolaiv, 41400, Ukraine, *email: korhovamm@mnau.edu
Purpose. To determine the effect of surface soil tillage, carried out with the help of various agricultural machines, on its weediness, the intensity of decomposition of plant residues of winter barley and the yield of the next crop (winter wheat variety ‘Duma Odeska’). Methods. General scientific, special, field, mathematicalstatistical and computationalcomparative methods were used in the research. Results. In the conditions of oversaturation of crop rotations and application of resourcesaving cultivation technologies, the use of new tools for surface tillage with its simultaneous crushing, cutting of the root system of weeds and crop residues, their partial wrapping and mulching of the field surface is relevant. In 2021–2022, the greatest decomposition of winter barley stubble was observed 21 days after surface tillage with the DUCAT RST6 rotary harrow – on average 5.1–6.5% higher values than when using the DUCAT UVT6 vertical tillage harrow and the DUCAT2.5 short disc harrow. The DUCAT RST6 caused the highest weed and carrion seed germination (30–37 pcs/m2), the DUCAT2.5 the lowest (13–18 pcs/m2). The highest grain yield of winter wheat of the variety ‘Duma Odeska’ (5.63 t/ha) in the years 2022–2023 was achieved by surface stubble cultivation with the DUCAT2.5 implement. Conclusions. According to the results of the conducted researches it was established that the stubble tillage with the rotary harvester DUCAT RST6 immediately after the harvest of the preceding crop (winter barle) is the most favourable for the germination of carrion and weed seeds.
Keywords: Triticum aestivum L.; tillage units; intensity of straw decomposition; carrion and weed germination; density of productive stem; grain weight of one ear; grain yield.
Надійшла / Received 09.10.2023
Погоджено до друку / Accepted 21.11.2023