Застосування сидератів не лише сприяє відновленню родючості ґрунту, а й запобігає ерозії та збалансовує водний режим.
Зимовий період в селі часто ототожнюється з періодом спокою та відпочинку після тривалого й напруженого літнього сезону. Утім, для керівників сільгосппідприємств та агрономів роботи вистачає і взимку. Насамперед вона полягає в моніторингу стану посівів озимих культур і плануванні операцій в полі на наступний рік. Одним із найпроблемніших питань в рослинництві щороку є планування системи удобрення, адже добрива, як відомо, відіграють чи не найбільшу роль у формуванні майбутнього врожаю та його якості. Проте через значне подорожчання органічних і мінеральних добрив їх унесення в потрібній кількості для більшості підприємств стає проблемним або взагалі неможливим. Через це аграрії змушені шукати нові, альтернативні шляхи та способи забезпечення рослин необхідними елементами живлення.
Водночас унаслідок інтенсифікації землеробства та збільшення в сівозмінах просапних культур — соняшнику, кукурудзи, сої та утримання полів із напівпаровим і паровим обробітком ґрунту істотно посилилися ерозійні процеси. В умовах України ерозія зумовлена здебільшого зливами у весняно-літній період, енергія яких становить 450–2500 Дж/га. Протистояти руйнуванню ґрунту такою енергією зливи можна лише тоді, якщо він закритий щільним рослинним покривом. Ерозійні процеси призводять до зниження запасів вологи у ґрунті, вимивання величезної кількості найродючішого шару ґрунту, збільшення питомої ваги твердої фази, підвищення щільності ґрунту на 10–30%, зниження шпаруватості на 10–20%, погіршення структури ґрунту.
Ситуація утруднюється тим, що в основних землеробських районах України переважною формою рельєфу є схили. Зі збільшенням крутості схилу ерозійні процеси посилюються ще більше. Змив ґрунту на схилі 2° становить 82,4, на схилах 3–4° — 125,6 м?/га. За підрахунками, у разі втрати 1 мм/га шару ґрунту південного чорнозему втрачається 76 кг азоту, 24 — фосфору, 800 кг — калію та багато мікроелементів. Натомість для вирощування 1 т зерна потрібно в середньому 33 кг азоту, 10 кг — фосфору, 26 кг — калію. На слабозмитих чорноземах в орному горизонті кількість гумусу зменшується від 6,7 до 22,0%, або на 62,1–79,3 т/га, на сильно змитих — на 22–35%, або на 91,5–157,5 т/га від умісту його в незмитих ґрунтах у шарі 0–50 см.
Сидерати проти ерозії
У системі протиерозійних заходів першочергове значення належить багаторічним, а також сидеральним рослинам, які гасять енергію рясних дощів, знижують і затримують потік дощової або снігової води. Коренева система сидеральних культур закріплює ґрунт і забезпечує вертикальний дренаж. По кореневих ходах вода легко проникає в глибші шари ґрунту. Сидеральні культури зменшують щільність ґрунту в орному шарі, завдяки чому його аерація значно поліпшується.
Отже, в боротьбі з ерозією ґрунту одним із найефективніших заходів є вирощування сидератів із наступним приорюванням. Наприклад, згідно з нашими дослідженнями, за осіннього висіву гороху пелюшки змивання ґрунтів зменшувалося з 58 до 10 м?/га. Крім того, у ґрунт надходило близько 13 т/га надземної маси та 2,35 т/га коренів (у повітряно-сухій масі).
Ще у старозавітні часи питанню родючості ґрунту та вибору попередників відводили особливу роль. Так, за законом Мойсеєвим, кожен, хто обробляв землю, був зобов’язаний один раз на сім років давати полю відпочити, не обробляючи його та не вирощуючи на ньому жодної культури. Таким чином на території Палестини створювалися передумови для запровадження сидеральних парів, які надалі, зазнаючи певних видозмін, упроваджувалися по всій території Старого Світу.
З наукових джерел відомо, що для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу потрібно щорічно вносити 8–10 т/га гною і 120 кг/га д. р. мінеральних добрив, а якщо в сівозміні немає поля з багаторічними травами, норму гною треба збільшувати ще на 2–3 т/га. Також слід ураховувати, що без унесення органічних добрив на чорноземах й інших видах ґрунтів знижується ефективність застосування мінеральних добрив. Ураховуючи зростання вартості останніх, над цією проблемою варто особливо замислитися.
Таким чином, в умовах гострого дефіциту органічних добрив, поглиблення вузької спеціалізації господарств, де вирощують 2–3 культури, ще актуальнішим є питання щодо використання сидеральних парів.
Не гірші за чисті пари
Природна мікрофлора ґрунту чорноземної зони України здатна мінералізувати до 40 кг/га азоту, на кожний кілограм азоту вона витрачає 100 кг органічних речовин ґрунту. Щоб поліпшити умови мінералізації та підвищити ефективність активного формування біомаси мікроорганізмів, необхідно внести азотні добрива. Співвідношення вуглецю й азоту для якісної мінералізації має бути близьким до 20:1, тоді як в соломистих рештках це співвідношення становить (50–100):1. Якщо парування поля відбувається без унесення органічних добрив, мікрофлора на свою життєдіяльність витрачає органічні речовини гумусу.
За відсутності гною використовують зелену масу культур на сидерат. У зоні недостатнього зволоження такий підхід вивчався в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. Результати досліджень показують, що на першому етапі освоєння сидеральної системи удобрення їх доцільно висівати в полях із чистими парами. Систематичне заорювання в ґрунт 15–20 т/га зеленої маси рослин-сидератів забезпечувало ефект, який майже рівноцінний унесенню 20 т/га гною.
Під впливом таких рослин збільшується водостійкість структури ґрунту завдяки утворенню перегнійних речовин. Так, наприклад, посіви горохо-вівсяної сумішки сприяють збільшенню вмісту водостійких агрономічно-цінних агрегатів ґрунту до 55–66% та суми водостійких агрегатів до 81–83%, а також зменшують відсоток ерозійно-небезпечних фракцій до 20–28%; одночасно посилюється водопоглинальна здатність ґрунту. Після попередника чорний пар ці показники становлять відповідно 32, 74 і 41%. Нерідко запаси продуктивної вологи на сидеральних парах бувають вищими, ніж на чистих, особливо в підорному шарі. Пов’язано це з тим, що на чистих парах ґрунт під впливом багаторазових культивацій дуже ущільнюється, а на сидеральних парах, завдяки проникненню кореневої системи в підорний шар, вода без особливих перешкод накопичується в нижчих шарах ґрунту.
Перспективні сидеральні культури
 |
|
Гірчиця біла є найпридатнішою культурою для вирощування в поукісних посівах |
За впровадження сидерації полів традиційним питанням є вибір культури, яка найкраще виконуватиме заплановані функції щодо накопичення поживних речовин, оструктурення ґрунту тощо. У світовій практиці на сидеральні добрива використовують найрізноманітніші культури. Ґрунтово-кліматичні умови нашої країни дозволяють висівати на зелене добриво велику кількість рослин. В зонах достатнього зволоження традиційно висівають люпин, конюшину, вико-житню сумішку, райграс, капустяні культури (гірчицю, ріпак, редьку олійну тощо); в посушливіших зонах — вико-житню, вико-вівсяну та горохо-вівсяну сумішки, горох, буркун, еспарцет.
Удобрювальні властивості органічної маси різних видів рослин суттєво відрізняються. Серед небобових культур щодо здатності мобілізувати мінеральний азот виділяються хрестоцвіті (капустяні) культури. Розрахункові дані показують, що заорювання 15,0 т зеленої маси хрестоцвітих рослин забезпечує ґрунт 50–60 кг азоту на гектар.
Однією з перспективних сидеральних культур є вика. Так, 22,5 т/га її зеленої маси прирівнюються до внесення 37 т/га гною. За накопиченням азоту в ґрунті до вики наближаються сочевиця та гірчиця. Розкладання ж 4,5 т/га соломи озимих зернових веде до іммобілізації близько 55 кг/га мінерального азоту. До того ж для використання потенціалу соломи як цінного органічного добрива потрібне її ефективне та швидке розкладання, яке за недотримання технології вирощування може тривати до двох років.
Технологічні варіанти
Залежно від ґрунтово-кліматичних умов сидеральні культури можуть висіватися під покрив інших культур (за зразком багаторічних трав), поукісно, пожнивно та самостійно як сидеральні пари. У першу чергу під покрив на сидерати висівають еспарцет, люцерну, конюшину. Збирається основна культура (ячмінь або яра пшениця), а потім відростають багаторічні бобові культури, які заорюють на зелене добриво. Головна перевага такого вирощування сидеральних культур полягає в тому, що виключається з технологічного процесу обробіток ґрунту безпосередньо під сидерат. Зокрема, такий варіант вирощування сидеральних культур поширено у США та Канаді.
Сидерати в поукісних посівах розміщують після збирання основних культур, і для цього можна використовувати великий набір культур. Критерієм оцінки можливості використання на сидерат в поукісних посівах є температура, за якої припиняється вегетація. Найпридатнішими для таких посівів є горох, вика, гірчиця біла, райграс, фацелія, ріпак, суріпиця. Основною складовою успіху вирощування сидератів в пожнивних посівах є сівба відразу після збирання основної культури. До зниження температури до 5° зазвичай накопичується достатня кількість зеленої маси (10,0–20,0 т/га), яка може бути заорана. За таких обставин ґрунт не обробляють, а застосовують пряму сівбу стерновими сівалками. Утім, якщо в післяукісний період довго триватиме ґрунтова посуха, виникне реальна загроза неодержання сходів сидератів.
Дослідженнями встановлено, що особливо висока ефективність сидерального пару, як порівняти з чистим, проявляється на культурах, які в сівозміні ідуть за пшеницею озимою: буряки цукрові, кукурудза, картопля, овочеві культури. Висока ефективність сидеральних парів спостерігається як на малогумусних ґрунтах, так і на чорноземах з умістом гумусу 4,5–5,4%.
Також доведено, що сидеральні культури спроможні значно поліпшити використання рослинами азоту, фосфору, калію, кальцію й ін. Відомо, що деякі сидерати здатні засвоювати важкодоступні форми сполук, особливо фосфорних. До цих культур належать люпин, ріпак, редька.
Культури, що використовують на зелене добриво, по-різному впливають на накопичення гумусу у ґрунті. В технології вирощування сидератів особливе значення має фаза росту й розвитку рослин, у якій їх заорюватимуть. Багаторічні дослідження Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН у цьому напрямі показують, що заорювання сидеральних культур у фазах до цвітіння бобових чи колосіння злакових активізує мікробіологічний процес у ґрунті, підвищує врожайність наступної культури, але не впливає ні на кількісні, ні на якісні показники гумусу. Пояснюється це тим, що така ніжна зелена маса сидерата збіднена на лігнін, який швидко мінералізується й в гумусні сполуки не закріплюється.
Під впливом сидератів значно поліпшуються основні агрохімічні показники ґрунту: pH, гідролітична кислотність, ємність і ступінь поглинання. Останнім часом дослідники спостерігають велику позитивну роль кореневих виділень сидеральних рослин. Вага сухої речовини мікроорганізмів, які відмирають протягом року, може досягати 6 т/га. У сухій речовині цих мікроорганізмів міститься близько 12% азоту, 3% фосфору і 2,2% калію. Таким чином, мікроорганізми додають до біологічного кругообігу значну кількість елементів мінерального живлення в різних шарах ґрунту, підвищуючи його родючість.
Крім того, було встановлено: чим більший вегетаційний період сидеральної культури, тим більше накопичення органічної речовини, яку заорюють під урожай наступної культури. Наприклад, буркун і еспарцет накопичують до 12–18 т/га біомаси, вика озима — 7–9 т/га, а ярі сидерати (редька олійна, гірчиця сарептська, вико-овес і ріпак ярий) — лише 5–8 т/га.
На продуктивність сидеральних культур великий вплив мали погодні умови їх вирощування. У вологі роки маса органічної речовини, яка надходила у ґрунт під час заорювання сидератів, збільшувалася на 22–46%. Власне, кількість рослинної маси, внесеної із зеленим добривом, належить до найважливіших чинників підвищення родючості ґрунту.
Дослідженнями також установлено, що сидеральні пари у порівнянні з чистими зменшують витрати азоту з ґрунту приблизно у 9 разів. Так, на контролі (попередник горох) уміст рухомих сполук фосфору, калію й азоту у ґрунті становив відповідно 90 мг/кг, 112 і 159 мг/кг; у варіанті горохоовес на сидерат — 96 мг/кг, 118, 159 мг/кг; а на ділянці, де висівали горохо-овес на зелену масу — 109 мг/кг, 141, 164 мг/кг. Вирощування горохо-вівса та вики на сидерат сприяло поліпшенню азотного живлення на 8,8%, а сумішки вики з гірчицею — на 30,7%.
Вирощування сидератів також поліпшувало калійний режим після горохо-вівса на сидерат на 5,8% і на 7,4% — після гірчиці та сумішки гірчиці з викою.
Меншою мірою сидерати поліпшували фосфорне живлення рослин — до 6,3% за використання сидеральної маси гороху, як порівняти із зайнятим паром. Вирощування інших культур на сидерат в наших дослідженнях майже не змінювало фосфорний режим ґрунту.
Установлено, що за використання сидеральних парів збільшення у ґрунті основних елементів мінерального живлення становило:
• після вико-вівса на сидерат: на 12,8 кг/га — азоту, 34,0 — калію та 29,8 кг/га — фосфору;
• після гороху на сидерат проти чорного пару без унесення органічних добрив: на 34,1 кг/га — азоту, 15,5 — калію та 47,6 кг/га — фосфору.
До відома, після чорного пару з унесенням органічних добрив ці надбавки становили 17,4 кг/га; 49,5 та 66,6 кг/га.
Який результат отримано
За результатами наших досліджень установлено, що врожайність пшениці озимої після попередників-сидератів значною мірою залежала від кількості заорюваної зеленої маси. Якщо сидерати вирощувализа сприятливих погодних умов і накопичували значну кількість зеленої маси, то врожайність пшениці озимої значно перевищувала (на 1,1–1,3 т/га) цей показник на контролі (зайнятий пар). Утім, невелика кількість зеленої маси сидератів, заорана під урожай пшениці озимої, не завжди підвищувала її врожайність. Однак позитивний вплив від заорювання сидератів визначався також за вирощування наступних культур сівозміни — буряків цукрових і ячменя ярого.
Таким чином, було встановлено можливість часткової заміни гною на сидерати, використовуючи їх удобрювальні властивості.
Дослідженнями встановлено, що різні сорти пшениці озимої мали свою, сортоспецифічну реакцію на сидеральне удобрення. Так, у середньому за роки досліджень за вирощування сортів пшениці озимої лісостепового екотипу найкращими попередниками-сидератами для них були жито озиме + озима вика з рівнем урожайності пшениці 4,68–5,45 т/га, а для сортів степового екотипу — горох на сидерат із рівнем урожайності пшениці 4,69–5,48 т/га. Важливим заходом в технології вирощування сидеральних культур є внесення мінеральних добрив, що істотно впливає на підвищення врожайності наступної культури. У наших дослідженнях за мінерального удобрення сидератів надбавки врожайності пшениці озимої до контролю (без добрив) становили від 0,4 т/га після гороху на сидерат до 1,0–2,1 т/га після вико-житньої сумішки на сидерат. Найефективнішим було основне внесення під сидерат N60P60K60.
На тлі основного мінерального удобрення надбавка врожайності пшениці після вико-вівсяної сумішки на сидерат становила 0,60 т/га.
Серед сидератів-попередників слід зазначити горох і сумішку вики з житом на тлі азотного підживлення (N30). Надбавка врожайності пшениці озимої за цього варіанта становила 0,46–0,50 т/га. Крім того, добрими сидератами, які сприяли підвищенню врожайності пшениці озимої на фонах із застосуванням мінеральних добрив, були вико-овес, ріпак, вика й жито.
Таким чином, найкращі умови для збільшення врожайності пшениці озимої сидерати-попередники створювали за умови внесення мінеральних добрив в основне внесення (N60P60K60). Утім, слід ураховувати, що на інтенсивнішому (удобреному) фоні після сидеральних культур може виникати загроза вилягання посівів наступних культур, тому на таких полях слід вирощувати стійкі до вилягання сорти рослин.
Отже, застосування сидератів у наших дослідженнях мало низку позитивних характеристик:
• запобігання ерозії та деградації ґрунту;
• стимуляція та регуляція ґрунтово-мікробіологічних процесів завдяки розмноженню ґрунтових мікроорганізмів;
• поліпшення структурних показників і водного режиму ґрунту;
• інтенсивніша фільтрація води в підорному шарі ґрунту по відмерлих кореневих ходах;
• істотне зниження ураження рослин хворобами в умовах епіфітотії;
• істотне зменшення забур’яненості поля;
• поживні речовини після сидеральних культур збільшували врожайність не тільки першої, а й наступних культур сівозміни.
Сергій Попов, д-р с.-г. наук, професор, заступник директора
Сергій Авраменко, канд. с.-г. наук
Віктор Циганко, Рабодан Магомедов, наукові співробітники
Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН
журнал “The Ukrainian Farmer”, грудень 2016 року
Усі авторські права на інформацію розміщену у журналі “The Ukrainian Farmer” та інтернет-сторінці журналу за адресою https://agrotimes.ua/journals належать виключно видавничому дому «АГП Медіа» та авторам публікацій, згідно Закону України “Про авторське право та суміжні права”.
Використання інформації дозволяється тільки після отримання письмової згоди від видавничого дому «АГП Медіа».
The Ukrainian Farmer
