Дослідження впливу систем обробітку ґрунту на щільність і пористість чорноземів

Сучасна теорія обробітку ґрунту базується на обґрунтованому узгодженні агрофізичних властивостей ґрунту і потреб вирощуваних польових культур. Тому основою будь-якого способу та системи обробітку ґрунту є одержання оптимальних параметрів пористості, щільності, твердості, структурного стану, оскільки між цими показниками існує нерозривний зв’язок і вони значно впливають на вологозабезпеченість, родючість і протиерозійну стійкість ґрунту до антропогенних і агротехнічних чинників.

Щільність складення — один із важливих показників будови ґрунту. Це динамічний показник, який великою мірою залежить від гранулометричного складу, вмісту органічної речовини, структури і вологості ґрунту, біологічних особливостей культур, агротехнічних заходів.

Еталоном щільності ґрунту, за даними В. В. Медведева, є перелоги. На цілині практично повністю відсутній антропогенний вплив. Визначення щільності на цілинних землях у заповіднику «Асканія-Нова» свідчить про те, що протягом 30 років показники її були стабільними і незмінними. У 0–20 см шарі ґрунту щільність наближалася до 1,0 г/см³, в 20–40 см становила 1,15–1,22 г/см³, 40–70 см — майже 1,30 г/см³, а в 70–100 см — не більше як 1,34 г/см³. Ці значення можна визнати як найбільш характерні та еталонні для чорноземів південних у непорушеному стані (рівноважна щільність). По оранці, поряд з цілиною, щільність 60–80 см шару була значно вищою — на 0,3 г/см³ і більше, що пояснюється значним впливом антропогенних чинників на ґрунт.

Рівноважна щільність ґрунту не завжди збігається з оптимальною, тобто кожна сільськогосподарська культура залежно від своїх біологічних особливостей по-різному реагує на ущільнення ґрунту. Оптимальною вважають таку щільність, коли забезпечується найбільш продуктивний розвиток вирощуваної культури. Так, за даними В. В. Медведева, оптимальною щільністю ґрунту для пшениці озимої є 1,10–1,35 г/см³, ячменю ярого — 1,05–1,35, кукурудзи — 1,05–1,30, соняшнику — 1,00–1,35 г/см³, а загалом по культурах оптимальні її значення становлять 1,00–1,45 г/см³.

Читайте також: Обробіток ґрунту під озимі культури в посушливих умовах Степу

Технічно рекультивовані землі мають щільність складення набагато вищу, ніж непорушені. Так, щільність складення гірських порід, які в процесі видобутку корисних копалин стають відвалами, менша, внаслідок чого збільшується загальна пористість. У процесі рекультивації цей показник постійно змінюється. Ущільнення гірських порід особливо сильно проявляється за високої вологості. У цьому разі породи легко піддаються деформаціям, ущільнюються й стають менш придатними для виконання гірничотехнічного етапу та вирощування сільськогосподарських культур.

Так, М. О. Бекаревич повідомляє, що за нанесення родючого шару ґрунту на сплановані відвали гірських порід у дослідах в умовах Запорізького марганцеворудного кар’єру гірничо-збагачувального комбінату ім. Орджонікідзе, щільність родючого шару чорноземної маси була оптимальною за вирощування сільськогосподарських культур — 1,25 г/см³, а щільність непорушеного чорнозему на глибині 1,5 м — 1,48 г/см³. Учений стверджує, що з часом щільність складення насипного гумусованого шару зменшується, оскільки йдуть процеси розущільнення під впливом рослинності й інших чинників.

Урівноважити щільність ґрунту можна шляхом внесення органічних і мінеральних добрив та залишення рослинних решток попередника, тобто за рахунок заходів, які підвищують родючість. Оптимальний рівень щільності можливо підвищити на 0,1–0,2 г/см³ і більше. Щільність складення також значно залежить від вологості ґрунту і разом з тим зволоження орного шару суттєво визначається його щільністю. У результаті висушування зволоженого ґрунту до найменшої вологомісткості відбувається його ущільнення. За даними П. К. Іванова і Л. І. Коробової щільність ґрунту зростає тільки до 70% НВ, а потім починається зворотний процес.

У різних ґрунтово-кліматичних умовах і в межах невеликих територій щільність складення ґрунту дещо різниться, тому в літературних джерелах часто трапляються суперечливі твердження щодо оптимальних показників щільності. Виходячи з цього, на нашу думку, дослідження зі з’ясування цього питання слід поглиблювати.

Щільність в наших дослідженнях залежала насамперед від способів основного обробітку ґрунту під польові культури і в паровому полі, кількості і якості загортання пожнивних решток попередника, хімічного, мінералогічного складу і дисперсності розкривних гірських порід, техногенної суміші генетичних горизонтів зонального чорнозему.

Мета дослідження — встановлення впливу систем основного обробітку ґрунту на щільність і пористість чорноземів на рівнинних ділянках і техногенно порушених землях із наступним визначенням оптимального варіанта розпушування ґрунту.

Експериментальну частину роботи проводили у 2001–2017 рр. згідно із загальноприйнятою методикою дослідної справи в довгострокових стаціонарних дослідах Державного підприємства «Дослідне господарство «Дніпро» Інституту сільського господарства степової зони НААН (тепер Державна установа Інститут зернових культур НААН) та на спеціально створеній в процесі гірничотехнічної рекультивації зовнішнього відвалу марганцевого кар’єру ділянці науково-дослідної станції з рекультивації земель Дніпровського державного аграрно-економічного університету і гірничо-збагачувального комбінату ім. Орджонікідзе поблизу м. Орджонікідзе Нікопольського р-ну Дніпропетровської обл. (Азово-Причорноморська південно-степова провінція, 47°39°Н, 34°08°E).

Дослідженнями в стаціонарному досліді №у1 було передбачено вивчити у двох короткоротаційних сівозмінах: чистий пар — пшениця озима — ячмінь ярий і чистий пар — пшениця озима — соняшник ефективність різних способів основного обробітку ґрунту в полі чистого пару (чорний, ранній) після соняшнику та ячменю:

1. Полицевий (25–27 см) — ПО-3-35, ПЛН-4-35.

2. Плоскорізний (12–14 см) — КР-4,5, або КШН-5,6 «Резидент».

3. Чизельний (25–27) — канадським чизель культиватором ConserTillPlow з С-подібними підпружиненими стійками та напівгвинтовими наральниками-чизелями шириною 90 мм з відстанню між ними 45 см і плоскими дисками діаметром 515 мм, установленими під прямим кутом через кожні 20 см.

4. Дисковий (мульчувальний) (8–10 см) — БДВ-3.

Читайте також: Як правильно перейти на технологію стріп-тілл

Унесення добрив проводили відповідно до ґрунтової діагностики, тобто залежно від умісту в ґрунті елементів живлення в період вегетації культур. Догляд за чорним паром базувався на засадах мінімізації і різноглибинного обробітку ґрунту від 10–12 см навесні до 6–8 см перед сівбою пшениці. Догляд за раннім паром після проведення основного обробітку навесні здійснювався по типу чорного.

Схема стаціонарного досліду №2 включала 5-пільну сівозміну: чистий пар — пшениця озима — соняшник — ячмінь ярий — кукурудза на зерно. У сівозміні проводили вивчення ефективності систем полицевого, диференційованого та мульчувального обробітків ґрунту з загальнофоновим залишенням післяжнивних решток вирощуваних польових культур. Основний обробіток ґрунту під пшеницю озиму по пару проводили полицевим плугом ПО-3-35 на глибину 25–27 см (контроль), безполицевий (дисковий) — важкими дисковими боронами БДВ-3 на 10–12 см та безполицевий (плоскорізний) весняний обробіток (ранній пар) — комбінованим агрегатом КШН-5,6 «Резидент» на 12–14 см. Схема досліду також передбачала три фони удобрення: 1) без добрив + післяжнивні рештки попередника; 2) N₃₀P₃₀K₃₀ + післяжнивні рештки попередника; 3) N₆₀P₃₀K₃₀ + післяжнивні рештки попередника. Мінеральні добрива вносили навесні розкидним способом під передпосівну культивацію. Агротехніка вирощування пшениці озимої у дослідах — загальноприйнята для зони Степу. Усі експериментальні дослідження проводили відповідно до загальноприйнятих методик.

Олександр Цилюрик, Олександр Гаврюшенко
Дніпровський державний аграрно-економічний університет