В Институте зерновых культур НААН Украины выполнены полевые экспериментальные исследования в условиях Северной Степи Украины, целью которых было изучение особенностей применения органических и минеральных удобрений под кукурузу на фоне различных способов и глубин мульчирующей зяблевой обработки почвы.
В пятипольном севообороте (пар черный — пшеница озимая — кукуруза — ячмень — подсолнечник) на склоне юго-западной экспозиции 2-4,5° изучали эффективность заделки осенью полуперепревшего навоза (60 т/га) разнотипными почвообрабатывающими орудиями, при однократном внесении его в паровом поле и непосредственно под кукурузу на зерно.
Агротехническую оценку сроков (осенью — под основную обработку пашни, весной — под культивацию зяби), способов (вразброс, локально) и дробного внесения туков нормой N90P90K60 (фосфор и калий — осенью, азот — весной) проводили в звене севооборота ячмень — кукуруза на склоне северо восточной экспозиции крутизной 3,5-4°.
Листостебельную массу выращиваемых культур (4-4,5 т/га севооборотной площади) измельчали и равномерно распределяли по полю во время уборки урожая. Согласно схемы опытов, осеннее внесение минеральных удобрений проводили перед фоновым лущением стерни, весеннее — под культивацию зяби. Использовали специальные сеялки в режиме рассева и локализации туков лентами через 0,25 м на глубину 10–12 см.
Мульчирующую обработку почвы выполняли безотвальной диагональным глубокорыхлителем (25-27 см), диско-чизельным агрегатом (10-27 см), тяжелым противоэрозионным культиватором (12-14 см). За контроль была принята вспашка плугом (25–27 см).
По результатам исследований определили, что при мелком плоскорезном рыхлении пласта органические удобрения размещаются преимущественно в слое почвы 0-7 см — это приводит к значительным потерям питательных веществ в период снеготаяния и развития дефляционных явлений. В результате прибавка урожая зерна кукурузы от навоза в прямом воздействии снижалась до 0,45 т/га, а в последействии — до минимального показателя — 0,17 т/га (табл. 1).
Эффективность навоза при неглубокой мульчирующей обработке значительно зависит от системы лущения стерни и качества удобрений. На фоне предыдущей заделки навоза дисковыми, игольчатыми или ротационными орудиями на поле оставалось около 10% внесеннего его количества, на участках без заделки (учитывая конструктивные особенности противоэрозионных культиваторов-плоскорезов, работающих без оборота пласта) — в пределах 25-30%. Процесс перемешивания не контролировался при внесении некачественного навоза и исключении из технологического цикла операции предварительного рыхления пашни. В таком случае разрушительному воздействию воды и ветра было подвержено около двух третей внесенной органики.
Внесение органических удобрений при безотвальной обработке (25-27 см) также требует предварительной заделки лущильниками и ротационными боронами (6-8 см) или применения комбинированных диско-лаповых агрегатов, которые в едином технологическом процессе выполняют поверхностное мульчирование и глубокое рыхление почвы.
Степень «сепарации» полуперепревшего навоза вглубь пахотного слоя возрастает в условиях, когда: безотвальная обработка выполняется при оптимальном увлажнении черноземного грунта в интервале 15-20%, умеренном количестве вовлеченной листостебельной массы (до 5 т/га), качественном измельчении и равномерном распределении пожнивных остатков поверхностью поля, увеличении скорости движения агрегата до 9-10 км/ч, наличии дополнительных устройств к основному орудию и незначительной волнистости ландшафта.
Среди тестируемых противоэрозионных орудий качественную заделку навоза обеспечивал тяжелый чизельный культиватор, оборудованный прямыми дисками, упругими стойками, лево- и правосторонними наральниками полувинтового типа. При выполнении чизелевания пашни 50% удобрений заделывалось глубже 10 см, 35-40% — смешивалось с почвой в слое 5-10 см и 10-15% — находилось в поверхностном слое 0-5 см. Этот способ заделки позволяет обогатить нужными элементами питания зону относительно стабильного увлажнения и преимущественного размещения корневой системы кукурузы и обеспечивает надлежащую отдачу формированием хорошего урожая зерна. В среднем за пять лет прибавка урожая при внесении навоза в пару составляла 0,25 т/га, а при внесении непосредственно под кукурузу — 0,58 т/ га.
Сохраняя влагу в пахотном слое и защищая почву от смыва и выдувания, чизельная обработка способствует заметному повышению плодородия эродированного чернозема. За пятилетний период исследований на фоне заделки одних только пожнивных остатков здесь наблюдали увеличение количества гумуса в слоях 0-10 см (0,17%) и 10-20 см (0,04%) (табл. 2). В других вариантах опыта этот показатель был на таком же уровне или несколько ниже исходных величин. Сочетание растительного субстрата с навозом во время чизелевания почвы обеспечило положительный баланс гумуса по всему профилю пахотного слоя, при глубокой безотвальной обработке — в слое 0-20 см, мелкого плоскорезной — только в верхнем слое почвы 0–10 см.
Исследованиями установлено степень влияния и взаимосвязь таких факторов, как минеральные удобрения и обработка почвы в процессе формирования продуктивности кукурузы на склонах в разные по гидротермическими показателям годы. В условиях влажной и теплой погоды, когда выпадение осадков совпадает по времени с критическими фазами водопотребления растений (выбрасывание метелки — цветение), усредненное значение прибавки урожая зерна от внесения N90P90K60 составило 0,67 т/га. В умеренно засушливые и засушливые годы вероятность получения дополнительного урожая на повышенном агрохимическому фоне зависит от исходных (весенних) запасов доступной влаги в почве, сроков наступления и продолжительности почвенно-воздушной засухи. При наличии высоких резервов воды в 1,5-метровом слое эродированных черноземов (более 150 мм) и кратковременного бездождия (10-12 дней) в период образования репродуктивных органов (первая-вторая декады июля) нормативная доза минеральных удобрений обеспечила прибавку основной продукции — 0,32 т/га (табл. 3).
При длительной засухе (более 20 дней) в период интенсивного роста растений (июль) и налива зерна (август), когда температурный максимум превышал 35°С, а относительная влажность воздуха в полдень снижалась до 16-19%, урожайность кукурузы на удобренных участках приравнивалась к соответствующему показателю на неудобренных или была выше только на 0,05-0,12 т/га. Причем даже июльские осадки не привели к заметному повышению эффективности туков.
Осеннее разбросное внесения комплексных синтетических удобрений имело преимущество также на участках, где проводилась глубокая безотвальная обработка. Применение диагональных разрыхлителей обеспечивает качественное измельчение почвы: пылеватые частицы и минеральные гранулы, благодаря колебанию скибы, перемещаются по почвенным трещинам и разломам в среднюю и нижнюю часть пахотного слоя.
Большая вероятность проявления плоскостной и линейной эрозии определяет нецелесообразность осеннего внесения туков при мелкой плоскоризной обработке пашни. Неглубокая заделка их на участках с проективным покрытием поля мульчей объемом менее 60-70% приводит к существенным потерям влаги и растворимых питательных веществ вследствие нерегулируемого стока.
При глубокой мульчирующей обработке выявлен ряд негативных моментов весеннего разбросного внесения туков. На участках безотвального рыхление при наличии на поле более 3 т/га пожнивных остатков (солома) ухудшалось качество заделки удобрений. На фоне чизелевания и внесения их весной вразброс под культивацию зяби в результате скатывания гранул с гребневых элементов в углубления микрорельефа иногда наблюдали признаки угнетения растений кукурузы. Это проявление связано с неблагоприятным воздействием повышенной концентрации элементов питания в почвенном растворе.
В то же время, учитывая существенную зависимость экологической устойчивости кукурузы к различным неблагоприятным воздействиям внешней среды от мощности и физиологической активности корневой системы, размещение большей части туков в верхнем (периодически обезвоженном) слое почвы снижает доступность NPK, адаптивный потенциал и выносливость культуры относительно почвенной и воздушной засухи. Поэтому в случае перехода на мульчирующую обработку с использованием плоскорезных орудий рекомендуется периодическое чизелевание пашни для перераспределения NPK в нижнюю часть пахотного слоя.
Недостатки разбросного внесения туков частично устраняются благодаря размещению их в ограниченном объеме почвы. Это достигается путем локальной (внутрипочвенной) заделки удобрений на глубину 10-20 см лентами через 20-70 см, что позволяет минимизировать их контакт с поверхностью почвенных агрегатов и сократить потери питательных веществ вследствие микробиологического закрепления, химической трансформации и физического поглощения. Способ локализации увеличивает коэффициенты использования макроэлементов, причем аммонийная форма азота доступна растениям в течение длительного времени, что создает предпосылки для снижения количества нитратов в зерне кукурузы.
Нецелесообразно вносить удобрения локальным способом весной при следующих условиях:
при влажности почвы более 25% (опасность переуплотнения пахотного слоя) или ниже 15% (вероятность повышения осмотического давления почвенного раствора в очаге туков и гибели корневых волосков);
неравномерного распределения пожнивных остатков на поверхности поля (ухудшение качества работ);
при размещении поля на сильно расчлененных склонах (мелкая заделка в котловинах такой местности).
В засушливые годы (количество осадков в период вегетации кукурузы — менее 150 мм) зарегистрированы положительные результаты при дифференцированном использовании минеральных удобрений на склонах. Вариант с отдельным внесением фосфора и калия осенью вразброс, азота — весной локально по урожайности превосходил вариант с осенним внесением NPK всех способов мульчирующей обработки (прибавка — 0,09– 0,13 т/га зерна).
Такой результат объясняется сокращением потерь азотных соединений от миграции, денитрификации и различных видов эрозии в холодный период года (ноябрь — март), меньшей продолжительностью контакта удобрений с растительными остатками и максимально возможной синхронизации сроков их заделки со сроками посева кукурузы.
А. Горбатенко, В. Чабан, В. Судак, Л. Десятник, О. Бокун, кандидаты. с.-х. наук, ГУ Институт зерновых культур НААН Украины
По результатам исследований определили, что при мелком плоскорезном рыхлении пласта органические удобрения размещаются преимущественно в слое почвы 0-7 см — это приводит к значительным потерям питательных веществ в период снеготаяния и развития дефляционных явлений. В результате прибавка урожая зерна кукурузы от навоза в прямом воздействии снижалась до 0,45 т/га, а в последействии — до минимального показателя — 0,17 т/га (табл. 1).
