Метою наших досліджень було вивчити ефективність прийомів основного обробітку грунту у весняний період і на основі результатів рекомендувати виробництву найбільш енергозберігаючі з них.
В процесі роботи проводились експериментальні дослідження з вивчення впливу прийомів обробітку грунту на водно-фізичні властивості грунту, поживний режим, ступінь загортання рослинних решток, здатність верхнього (0—5 см) шару протистояти ерозії, забур’яненість посівів, урожайність сільськогосподарських культур, якість продукції, енергетичну ефективність.
Дослідження проводились в 1996—1998 рр. на Центральному відділку Кіровоградської ДСГДС в короткотермінових дослідах. Грунти під дослідом — чорнозем звичайний середньогумусний важкосуглинковий з вмістом гумусу в орному шарі (0—30 см) 6,0—5,8 %. Забезпеченість нітратним азотом — 7—8 мг/кг, рухомим фосфором — 10—15 мг, обмінним калієм — 15—20 мг/100г грунту, рН — 6,8—7,0.
В схему дослідів під ярий ячмінь і кукурудзу на силос входили такі варіанти:
оранка восени на глибину 20—22 см (абсолютний контроль);
оранка навесні на глибину 18—20 см (контроль);
обробіток КПЄ-3,8 на 16—18 см;
пряма сівба сівалкою ЗСПП-4
Мінеральні добрива вносились як фон із розрахунку: під кукурудзу на силос — N80P40K40, під ярий ячмінь — NPK40. Попередник — кукурудза на зерно. Облікова площа — відповідно 54 і 30 м2. Повторність — чотириразова. На посівах кукурудзи на силос на 1/2 ділянок у фазі 5-ти листків вносили гербіциди — діален 2 кг/га.
Схема досліду під озиму пшеницю включала:
оранку восени на глибину 25—27 см (абсолютний контроль);
оранку навесні на глибину 16—18 см (контроль);
обробіток ПРН-4-35 на 16 – 18 см;
обробіток КПЄ-3,8 на 16 – 18 см;
обробіток КПЄ-3,8 на 16 – 18 см з попереднім осіннім щілюванням на 40—50 см.
Розмір облікової ділянки — 114 м2, повторність — чотириразова. Вносили NPK40, попередник – соняшник.
Супутні спостереження та аналізи проводили відповідно до загальноприйнятих методик.
Встановлено, що вплив прийомів обробітку грунту на щільність — основний фізичний показник, який обумовлює в грунті стан водно-повітряного, теплового, мікробіологічного та інших режимів, — незначний.
В середньому за роки досліджень (1996—1998, 1997—1998) критичних величин щільності між варіантами обробітку і по культурах не виявлено (крім надзвичайно посушливого 1996 року, коли у фазі цвітіння кукурудзи в шарі 0—10 см вона досягла при весняній оранці — 1,38; при обробітку КПЄ-3,8 — 1,36; при прямої сівбі — 1,40 г/см3).
Виявлено, що найбільш істотна різниця у вмісті доступної вологи, цього основного фактора, лімітуючого продуктивність сільськогосподарських культур, спостерігалася при їх посіві. В середньому за 1996—1998 рр. при посіві ярого ячменю в шарі 0—40 см відзначено зменшення вмісту доступної вологи при оранці: проти обробітку КПЄ-3,8 — на 32,7, проти прямої сівби — на 30,7 %. При посіві кукурудзи у шарі 0—100 см зменшення її спостерігалось у варіанті прямої сівби, яке склало відносно оранки — 21,6, відносно обробітку КПЄ-3,8 — 14,6 %.
Вміст рухомих форм поживних речовин (NPK) коливався по роках, культурах, шарах і строках визначення, але в середньому за роки досліджень відзначено його приблизну рівність при різних обробітках грунту. Однак, в посушливому 1996 році при посіві ярого ячменю і кукурудзи на силос найменше елементів живлення в орному шарі спостерігалось у варіанті прямої сівби.
В наших дослідах вітростійкість шару 0—5 см при всіх прийомах обробітку грунту була висока і коливалась від 88,1 % — на оранці до 78,8 % — при варіанті прямої сівби. За кількістю рослинних решток на поверхні грунту прийоми обробітку грунту створюють таку послідовність: пряма сівба — 44,8 %, обробіток КПЄ-3,8 — 39,9, оранка навесні — 31,7, оранка восени — 15,5 %.
В середньому за роки досліджень найменша кількість бур’янів з усіх строків визначення була у варіанті з весняною оранкою: так, у фазі цвітіння ярого ячменю вона склала 48,7 шт./м2 з сирою масою 114,1 г, а найбільша кількість виявлена у варіанті прямої сівби — 180,5 шт./м2 з сирою масою 283,4 г, що більше, в порівнянні з оранкою, відповідно в 3,7 і 2,5 рази. Під дією гербіцидів забур’яненість посівів кукурудзи зменшилась: на ділянках прямої сівби — у 2,4 рази, на ділянках, оброблених КПЄ-3,8, — у 1,5, на зораних — у 1,8 рази.
| Варіанти досліду | Ярий ячмінь | ||||
| 1996 р. | 1997 р. | 1998 р. | Середнє 1997 – 1998 рр. | Середнє 1996 – 1998 рр. | |
| Осіння оранка на 20—22 см — абсолютний контроль | - | 19,6 | 24,8 | 22,2 | - |
| Весняна оранка на 16—18 і 20—22 см — контроль | 14,8 | 16,8 | 28,3 | 22,6 | 20,0 |
| Обробіток КПЄ-3,8 на 16—18 см | 15,9 | 16,0 | 23,3 | 19,7 | 18,4 |
| Пряма сівба | 13,4 | 17,5 | 21,1 | 19,3 | 17,3 |
| Дискування на 10—12 см | - | - | - | - | - |
| НІР05, ц/га, від обробітку | 1,8 | 2,5 | 1,2 | – | – |
| Варіанти досліду | Кукурудза на силос | ||||
| 1996 р. | 1997 р. | 1998 р. | Середнє 1997 – 1998 рр. | Середнє 1996 – 1998 рр. | |
| Осіння оранка на 20—22 см — абсолютний контроль | -/- | 269,1*/312,9 | 269,8/262,6 | 269,5/287,8 | -/- |
| Весняна оранка на 16—18 і 20—22 см — контроль | 123,2/90,5 | 237,6/272,6 | 228,5/217,0 | 233,1/244,8 | 196,4/193,4 |
| Обробіток КПЄ-3,8 на 16—18 см | 126,3/110,0 | 252,4/280,0 | 198,3/187,5 | 225,4/233,8 | 192,3/192,5 |
| Пряма сівба | 45,7/40,5 | 182,6/181,0 | 205,9/172,4 | 194,3/176,7 | 144,7/131,3 |
| Дискування на 10—12 см | -/- | 280,7/276,2 | 213,9/225,0 | 247,3/250,6 | -/- |
| НІР05, ц/га, від обробітку | – | 26,4 | 22,5 | 12,7 | – |
| НІР05, ц/га, від гербіцидів | – | 11,4 | 32,7 | 10,9 | – |
Встановлено, що урожайність сільськогосподарських культур коливалась в залежності від прийомів обробітку грунту, погодних умов, що складалися у роки досліджень, від застосування гербіцидів, а також біологічних вимог культур. Так, в гостропосушливому 1996 році порівняно вищий урожай ярого ячменю — 15,9 ц/га — одержано у варіанті з обробітком КПЄ-3,8, а найменший — 13,4 ц/га — у варіанті прямої сівби. В зволоженому 1997 році, навпаки, найвищий урожай — 17,5 ц/га — одержано на ділянках із прямою сівбою, що відповідно на 1,5 і 0,7 ц/га більше, ніж на ділянках, оброблених КПЄ-3,8 і плугом. В 1998 році найвищий урожай цієї культури одержано при весняній оранці (28,3 ц/га). В середньому за 1996—1998 рр. рівень урожайності, в залежності від прийомів обробітку, складав ряд: весняна оранка — 20,0 ц/га; обробіток КПЄ-3,8 — 18,4; пряма сівба — 17,3 ц/га (при НІР05 1,2—2,5 ц/га).
В середньому за 1997—1998 рр. найвищий урожай зеленої маси кукурудзи одержано на контролі (осіння оранка), який становив на фоні без гербіцидів — 270,0, а на фоні їх внесення — 288 ц/га. У варіанті з весняною оранкою ці показники склали відповідно 233 і 245 ц/га; з обробітком КПЄ-3,8 — 225 і 234 ц/га; при нульовому обробітку — 194 і 177 ц/га; дискуванні — 247 і 251 ц/га (див. табл.).
Урожайність озимої пшениці в досліді з вивчення прийомів обробітку грунту чистого пару при застосуванні плуга ПРН-4-35 за цей період була практично рівною і склала відповідно 51,0—50,3 ц/га, а при застосуванні КПЄ-3,8 вона знизилась до 47,4 ц/га.
Залежність урожайності польових культур від супутніх факторів також коливалась за роками досліджень. Так, в гостропосушливому 1996 році на посівах ярого ячменю вона найбільше корелювала з вологозабезпеченістю при посіві шару 0—10 см, у фазі цвітіння — шару 0—40 см. Коефіцієнт детермінації (dyх) в обох випадках дорівнював 0,92.
В зволоженому 1997 році на урожайність впливала щільність ґрунту. При цьому коефіцієнт детермінації коливався в залежності від фаз розвитку і шарів грунту від 0,3 до 0,6.
В середньозволоженому 1998 році вона залежала від забур’яненості посіву: у фазі цвітіння і при збиранні коефіцієнт детермінації становив відповідно 0,80—0,70.
Якість урожаю при різних обробітках грунту була приблизно рівною.
Доведено, що найбільші енерговитрати припадають на осінню оранку (контроль) — 1598 МДж/га. Це більше в порівнянні з весняною оранкою на 2,9 %, обробітком КПЄ-3,8 — на 29,0 % і прямою сівбою — на 4,7 %.
Таким чином, з усього викладеного можемо зробити наступні висновки. На чорноземах звичайних середньогумусних важкосуглинкових Північного Степу України при підготовці грунту навесні на площах, не оброблених з осені, при вирощуванні ярого ячменю найефективніше застосовувати сівалки прямої сівби, при вирощуванні кукурудзи на силос — обробіток КПЄ-3,8 в агрегаті з важкими боронами, при вирощуванні озимої пшениці після чистого пару — обробіток ПРН-4-35. Коефіцієнт енергетичної ефективності обробітку грунту при цьому зростає, порівняно з оранкою, відповідно на 65,2; 37,0 і 28,2 %.