Вплив різних глибин зяблевої полицевої оранки на родючість ґрунту і формування врожайності льону олійного

ВСТУП

Останніми роками в південному Лісостепу України значною мірою змінилася структура посівних площ.

Тому перед нами постало завдання: обрати культуру, що в нашій посушливій зоні давала б прибуток нарівні з соняшником та була добрим попередником під озиму пшеницю.

Аналізуючи вирощування альтернативних кормовим культурами рослин сої, ріпаку ярового та озимого, гірчиці, ми дійшли висновку, що ці культури поряд з позитивними показниками мають низку агрономічних недоліків: низьку врожайність, пізнє достигання.

Наукові та виробничі досліди засвідчили, що крім згаданих вище культур, перспективу розширення площ посіву має така культура, як льон олійний (1).

Олійний льон – цінний харчовий та лікувальний продукт. Олія з нього містить ненасичені жирні кислоти, тому попереджає виникнення судинних захворювань насіння льону, за практикою народної та даними наукової медицини має лікувальну властивість. Окрім жиру, воно містить білок, вуглеводи, органічні кислоти, ферменти. У насінні різних сортів льону олійного міститься 42 – 48% олії. Йодне число олії становить 165 – 192.

Олійний льон – це по сухостійна, скоростигла і високоврожайна культура (14 – 30 ц/га) і є добрим попередником для озимих культур. У стеблах олійного льону міститься волокно, придатне для виробництва грубих тканин і шпагату. Солома, у якій до 50% целюлози, є сировиною для виробництва цигаркового паперу, картону. З відходів (костриці) виготовляють будівельні плити. Розвиток галузі льонарства в сучасних умовах неможливий без виробництва високоякісної конкурентоспроможної продукції, яка б користувалась попитом на внутрішньому і зовнішньому ринках. Це значною мірою залежить від використання нових сортів льону і економічно вигідних технологічних прийомів вирощування, здатних забезпечувати високі врожаї насіння і бути конкурентним на ринку збуту продукції. Одним із шляхів підвищення конкурентності льону – зменшення затрат на його виробництво за рахунок зниження інтенсивності найбільш енергоємного основного обробітку ґрунту, вивчення можливості використання цього шляху і було завданням наших досліджень (2).

РОЗДІЛ 1 ЗЯБЛЕВИЙ ОБРОБІТОК ҐРУНТУ ТА УМОВИ ВИРОЩУВАННЯ ЛЬОНУ ОЛІЙНОГО (огляд літератури)

1.1 Вплив різних глибин зяблевої оранки на водний режим ґрунту

В умовах нестійкого і недостатнього зволоження водний режим є лімітуючим фактором в отримані високих урожаю всіх сільськогосподарських культур, тому всі агротехнічні заходи, в тому числі і механічний обробіток ґрунту, повинні бути направлені на акумуляцію атмосферних опадів у ґрунті та раціональне їх використання рослинами впродовж вегетації.

Серед науковців кінця ХХ і початку ХХІ століття немає єдиної думки щодо ефективності застосування конкретного способу чи глибини основного зяблевого обробітку ґрунту щодо нагромадження вологи за осінньо-зимовий період і ефективного її використання рослинами протягом вегетації.

У дослідженнях, що проводились на дослідному полі кафедри загального землеробства Уманського ДАУ (3, 4) на чорноземі опідзоленому встановлено тенденцію до незначного зменшення загальних запасів ґрунтової води в метровому шарі при зменшенні глибини полицевої оранки. Так, на фоні полицевого обробітку на 25 – 27 см вміст загальної вологи складав 325,4 мм, а при зменшенні обробітку до 10 – 12 см цей показник знижувався лише на 3,0 мм.

З результатів досліджень М.В. Калієвського і В.О. Єщенка (5) видно, що вміст доступної вологи в метровому шарі чорнозему опідзоленого важкосуглинкового на фоні глибокої оранки під час сходів льону олійного становив 180 мм, а при зменшенні глибини оранки до 15 – 17 см запаси доступної вологи зменшувались лише на 4 мм. Однак впродовж вегетації культури більшими запаси ґрунтової вологи залишались за мілкого полицевого обробітку.

Проте, згідно даних досліджень, що проводились у дослідному господарстві “Дніпро” Інституту зернового господарства УААН (6), запаси доступної вологи навесні при зменшенні полицевого обробітку з 30 – 32 см до 20 – 22 см збільшувались з 186 до 192 мм, що є незначним. Однак, як стверджують дослідники, у посушливі роки різниця між досліджуваними варіантами була більшою на користь оранки на глибину 20 – 22 см. Аналогічні результати отримали В.Т. Канцалієв (7) і В.А. Гулідова (8).

У дослідах Ерастівської дослідної станції (9) на чорноземі звичайному важкосуглинковому при вивченні впливу зяблевої оранки на 20 – 22 і 25 – 27 см на запаси доступної вологи в шарі ґрунту 0 – 150 см встановлено, що навесні ґрунтової води на цих фонах було однаково (190,1 - 190,2 мм). Аналогічні результати були одержані на Розівській дослідній станції (10) на чорноземі звичайному легкосуглинковому.

За даними досліджень кафедри землеробства і гербології НАУ (11), найбільше вологи в ґрунті за рахунок опадів протягом осінньо-зимового періоду нагромаджувалось на фоні глибокого основного зяблевого обробітку.

У дослідженнях В.О.Єщенка, Д.Л.Каричковського, В.Д.Каричковського і О.В.Єщенка (12), що проводились на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому, запаси доступної вологи в шарі ґрунту 0 – 160 см навесні за оранки на 30 – 32 см становили 261,5 мм, а при зменшенні глибини полицевого обробітку до 10 – 12 см запаси води в ґрунту збільшувались на 8,0 мм.

З результатів досліджень В.П. Гудзя, І.П. Максимчука, О.П. Кротінова та інших (13) також видно, що кращі умови водного режиму складались на фоні мілкішої зяблевої оранки.

1.2 Щільність ґрунту за різноглибинної оранки

Одним з головних показників, що характеризує фізичні властивості ґрунту, є щільність, яка має значну мінливість і залежність від заходів обробітку, вирощуваної культури і періоду визначення. Тому одною з основних задач основного обробітку ґрунту є забезпечення оптимальної щільності для росту рослин, яка для більшості культур в шарі 0 – 30 см знаходиться в межах 1,05 - 1,36 г/см³ (14 – 16), проте вона може дещо змінюватись залежно від типу ґрунту і культури.

У дослідженнях В.П.Тохтарова (17), що проводились на чорноземах південних середньосуглинкових, щільність орного шару ґрунту перед сівбою сорго при оранці на глибину 28 – 30 см була 1,12 г/см³, що на 0,10 г/ см³ менше, ніж при оранці на 12 – 14 см.

Більш щільне складення 30-сантиметрового шару чорнозему південного малогумусного після мілкої оранки порівняно до глибокої спостерігали і в дослідах Кримського науково-виробничого об’єднання Еліта, де цей показник зростав на 0,06 г/см³, хоча і при цьому щільність ґрунту не виходила за вищезазначені параметри оптимальності.

З результатів досліджень В.О.Єщенка, О.Б. Карнауха і Д.Л. Каричковського (19), які проводились на чорноземі опідзоленому, видно, що зменшення глибини зяблевої полицевої оранки з 30 – 32 до 10 – 12 см приводило до ущільнення орного шару ґрунту перед сівбою цукрових буряків з 1,10 до 1,14 г/см³.

Підвищення щільності перед сівбою ярого ячменю на фоні зяблевої оранки на 15 – 17 см зафіксовано також у дослідженнях Ю.І. Накльоки і В.О. Єщенка, де на цих же ґрунтах вона в шарах 0 – 10, 10 – 20 і 20 – 30 см була відповідно на 0,03, 0,04 і 0,03 г/см³ більшою, ніж за оранки на 25 – 27 см. До такого ж висновку у своїх дослідженнях дійшов і М.В. Калієвський/

Щільність темно-сірого легкосуглинкового ґрунту на дослідному полі Львівського СГІ (22) від зменшення глибини оранки з 28-30 до 20 – 22 см збільшувались на 0,02 – 0,06 г/см³.

Тривале застосування мілкого обробітку у сівозміні порівняно з глибокою оранкою призводить до ущільнення ґрунту в шарах 10 – 20 і 20 – 30 см. Так, на Білоцерківській ДСС (23) щільність в цих шарах на час сівби буряків при застосуванні глибокої оранки на 30 – 32 см становила відповідно 1,12 і 1,10 г/см³, що на 0,05 і 0,07 г/см³ менше, ніж при оранці на 12 – 14 см. Аналогічні результати досліджень отримали В.І. Бровкін і Н.І. Нікітаєва.

За даними досліджень Л.В. Костащука і М.В. Костащука, що проводились на чорноземі вилугуваному, щільність ґрунту перед сівбою цукрових буряків у шарі 0 – 10 і 0 – 30 см була вищою на фоні оранки на 12 – 14 см і становила відповідно 1,15 і 1,19 г/см³, що на 0,05 і 0,04 г/см³ більше, ніж за обробітку на 30 – 32 см.. Подібні результати досліджень спостерігались і у С.Н. Шевченко та В.А. Корчагіна (26).

Отже, щільність різних ґрунтів по-різному залежить від глибини зяблевого полицевого обробітку ґрунту.

1.3 Загальна пористість ґрунту залежно від глибини обробітку

Важливим показником будови орного шару ґрунту слід вважати загальну пористість, яка знаходиться в тісній залежності від щільності складення.

Дослідженнями Ю.О. Ременяка (27), які проводились на Уладово-Люлинецькій ДСС в підзоні достатнього зволоження Лісостепу України на чорноземі глибокому середньо суглинковому встановлено, що загальна пористість ґрунту в шарі 0 – 30 см на фоні оранки на 30 – 32 см під час сходів цукрових буряків становила 52,5 %, а при виміленні полицевого обробітку до 20 – 22 і 12 – 14 см цей показник зменшувався відповідно на 1,0 і 1,4 %. Така ж тенденція зберігалася впродовж всієї вегетації культури. Такого ж висновку у своїх дослідженнях дійшли і Є.П. Божкова, С.І. Баршадська і Л.Н. Вишегородцева , де загальна пористість 30-сантиметрового шару чорнозему звичайного була більшою на варіантах з глибоким полицевим обробітком. Аналогічні результати отримали В.М.Новиков, Л.А.Нечаєв і В.І. Коротєєв.

З досліджень М.В. Калієвського видно, що загальна пористість чорнозему опідзоленого важкосуглинкого в шарі 0-30 см на середину вегетації льону олійного за умов посушливого весняного періоду була вищою на фоні глибокого полицевого обробітку ґрунту, а за умов достатнього зволоження тенденція була зворотною.

У дослідах Л.В. Костащука і М.В. Костащука, що виконувались на чорноземі глибокому середньосуглинковому, значної різниці за показником загальної пористості залежно від глибини зяблевої оранки не спостерігалось і на початок вегетації цукрових буряків цей агрофізичний показник на фоні оранки на 12 – 14 і 30 – 32 см в 30-сантиметровому шарі ґрунту знаходився в межах 52,5 – 52,8%, а в кінці вегетації – 49,7 – 50,7%. Аналогічні результати були отримані В.О. Єщенком і Л.М. Кононенко та І.П. Котоврасовим/

Згідно даних досліджень, що проводились в Інституті зрошуваного землеробства УААН (33), при зменшенні глибини обробітку до 12 – 14 см відмічалось зниження загальної пористості відносно глибокої полицевої оранки на 1,4 – 2,0%.

1.4 Потенційна і фактична забур’яненість ярих культур за різного зяблевого обробітку ґрунту

Однією з важливих ланок комплексної системи захисту посівів сільськогосподарських культур від бур'янів у сучасному землеробстві є механічний обробіток ґрунту. У сумарному ефекті загальної системи обробітку ґрунту протибур’яновий ефект основного обробітку становить 60%, хоч цей показник змінюється залежно від технологій обробітку ґрунту, погодних умов типу забур’яненості. Ось чому важливим для науки і практики землеробства є опрацювання і вдосконалення раціонального основного обробітку ґрунту, який би забезпечував найкращий протибур’яновий ефект і відповідав вимогам ресурсозбереження і підвищення родючості ґрунту.

У дослідженнях С.П. Танчика встановлено, що за проведення глибокої оранки при вирощуванні кукурудзи 23 – 35% насіння бур’янів розміщувалось у верхньому 10-сантиметровому шарі ґрунту, а в шарах ґрунту 10 – 20 і 20 – 30 см відповідно 22 – 31 і 40 – 49%.

Згідно даних досліджень Л.М.Кононенко і В.О.Єщенка (38), що проводились в Уманському ДАУ, засміченість верхнього потенційно небезпечного 10-сантиметрового шару ґрунту насінням бур'янів на фоні зяблевої оранки на 10 – 12 см була більшою на 15,7 %, ніж після аналогічного обробітку на 25 – 27 см. Величина частки насіння бур'янів у цьому шарі значною мірою була визначальною у формуванні рівня забур’яненості посівів на початок вегетації ріпаку ярого і тому на фоні наймілкішого полицевого обробітку ґрунту нараховувалось найбільше бур'янів – 110,8 шт./м², а за глибокого обробітку – 96,0 шт./м².

По-різному впливали глибини основного полицевого обробітку ґрунту на забур’яненість посівів ячменю ярого протягом вегетації у дослідженнях Ю.І. Накльоки і В.О. Єщенка. Із зменшенням глибини полицевого обробітку з 25 – 27 см до 10 – 12 см кількість бур'янів на початок вегетації культури збільшувалась, але до кінця вегетаційного періоду тенденція змінилась в протилежний бік.

Науковці Львівського ДАУ, вивчаючи вплив різноглибинної оранки на забур’яненість посівів, встановили, що при оранці на 10 – 12 см бур’янів було більше, ніж за звичайної та глибокої і у середньому за 1996 – 1998 рр. їхня кількість зросла відповідно на 25 і 41%.

Дослідження впливу різних глибин основного обробітку на забур’яненість посівів, які проводили В.Ф.Ківер і В.Ф.Москаленко на чорноземах звичайних середньосуглинкових, засвідчують, що зменшення глибини зяблевої оранки з 28 – 30 до 18 – 20 см супроводжувалось збільшенням кількості бур'янів у посівах кукурудзи на початку вегетації з 29,8 шт./м² до 39,2 шт./м², а їх сухої маси – з 41,7 до 54,1 г/м².

Отже, більшість науковців стверджують, що із зменшенням глибини основного полицевого обробітку ґрунту підвищується потенційна і фактична забур’яненість ґрунту.

1.5 Врожайність льону олійного за різного основного обробітку ґрунту

Сучасне землеробство України перебуває на етапі переходу від інтенсивних великозатратних технологій вирощування сільськогосподарських культур до більш раціональних і менш енергоємних, за яких широко застосовується принцип мінімалізації.

В останні роки інтерес до вирощування льону олійного в Україні поступово зростає, особливо на півдні і в центральній її частині. Однак, питання вирощування даної культури за ресурсоощадними технологіями практично не вивчено.

Згідно з результатами досліджень А.М. Крохмаля (44), урожайність насіння льону олійного на фоні полицевого обробітку становила 10,4 ц/га, що більше на 1,0 ц/га, ніж за безполицевого розпушування.

У дослідах Інституту олійних культур УААН (45) на чорноземі звичайному врожайність насіння льону в середньому за два роки була практично однаковою як на фоні оранки, так і на фоні плоскорізного розпушування на середню глибину і відповідно дорівнювала 9,1 і 9,7 ц/га. При поверхневому обробітку вона була дещо нижчою – 7,8 ц/га.

З даних досліджень М.В. Калієвського і В.О. Єщенка (46), що проводились в Уманському ДАУ, врожайність насіння льону олійного знижувалась незначно як при зменшенні глибини полицевої оранки з 20 – 22 см до 15 – 17 см, так і при поглибленні до 25 – 27 см, коливаючись у досліді від 20,0 до 20,3 ц/га.

На основі проаналізованих літературних джерел можна зробити висновок, що ефективність використання різних глибин полицевої оранки в системі основного обробітку ґрунту є неоднаковою і залежить як від ґрунтових, так і погодних умов року. Все це і різні погляди вчених вказує на необхідність вивчення цього важливого питання в конкретних умовах, в тому числі і на дослідному полі навчально-науково-виробничого відділку Уманського ДАУ.

РОЗДІЛ 2 ОБ’ЄКТ ДОСЛІДЖЕНЬ

2.1 Ботанічна і біологічна характеристика льону олійного

Льон олійний належить до виду Linum usitatissimum L. (льон звичайний) родини льонових (linaceae L), яка об’єднує близько 200 видів як однорічних, так і багаторічних рослин. В межах виду Linum usitatissimum в культуру увійшли виключно однорічні форми з коробочками, які не розтріскуються. Найпоширенішим підвидом льону в Європі та Азії є Євразійський. До нього належать такі екотипи: довгунець, межеумок, кучерявець, сланкий. Виключно на олію вирощують льон-кучерявець. Льон-кучерявець – однорічна трав’яниста рослина 20 – 45 см заввишки, кущиста, з великою кількістю коробочок. Льон не дуже вимогливий до тепла. Насіння його починає проростати при температурі 3 – 4^оС, а сходи з’являються при температурі повітря 6^оС. Сходи льону витримують навесні заморозки до мінус 6^оС. Для повного розвитку рослин і достигання насіння олійного льону потрібно не менше 80 – 90 безморозних днів. Найбільше тепла і сонячних днів потребує льон олійний під час достигання. За хмарної та вологої погоди із зниженням температури достигає повільно. До вологи льон олійний менш вимогливий, ніж прядивний, проте коефіцієнт транспірації у нього досить високий (420 – 690). Коренева система льону розвинена порівняно слабко, але всмоктувальна її здатність дуже висока. Найбільше вологи використовує з шару ґрунту 0 – 50 см. Характерною ознакою розвитку кореневої системи льону є її невпинний ріст углиб майже до кінця вегетації. Це дає змогу рослинам засвоювати вологу після цвітіння з більш глибоких шарів грунту і краще витримувати посуху порівняно з іншими ярими культурами.

Найбільший урожай насіння льону буває тоді, коли в період від початку
бутонізації до кінця цвітіння за помірних температур випадає біля 50 мм опадів.

Льон дуже вибагливий до родючості грунту. На утворення одиниці сухої речовини він витрачає поживних речовин удвічі більше, ніж зернові колосові хліба: на формування 1ц насіння з відповідною кількістю побічної продукції господарського урожаю льон виносить з грунту 7,6 кг. азоту, 2,4 кг фосфору і 5,5 кг калію. Елементи мінерального живлення він засвоює нерівномірно: спочатку повільно, а у фазі бутонізації – посилено. Водночас з посиленням засвоєння поживних речовин збільшується приріст органічної речовини за рахунок прискорення росту стебел льону, який іноді досягає 3 – 4 см. за добу. Наприкінці цвітіння ріст рослин та засвоєння ними поживних речовин уповільнюються, а на початку утворення насіння – припиняються.

Кращими грунтами для нього є чорноземи і каштанові. Залежно від сорту та погоди вегетаційний період льону триває від 73 до 115 днів. У помірно теплу і похмуру погоду він продовжується, а в суху та сонячну – скорочується (47).

Сорти олійного льону, вирощувані в Україні, належать до рослин середнього світлового дня. Із сортів льону олійного районовано в Україні Дебют, Південна ніч, які вирощують у зонах Степу і Лісостепу України. Крім того, в господарствах висівають також сорти Авангард, Воронезький 1308, Кіровоградський 2, Крупнонасінний 3, Айсберг, Орфей, Золотистий (48).

2.2 Особливості сорту льону олійного

Дебют – сорт ранньостиглий, тривалість вегетаційного періоду становить 85 – 87 днів. Висота рослини 48 – 55 см., технічна довжина стебла 30 – 37 см. Квітка середнього розміру, фіолетова. Насіння темно-коричневе, маса 1000 насінини – 7,6 – 8,0 г. Вміст олії в насінні 46 – 47 %. Урожайність 16 – 18 ц/га. Відрізняється раннім дружнім достиганням коробочок та компактним кущем. Занесений до Реєстру сортів рослин України з 2001 року. Стебло округле, не опущене. Листки зелені, ланцетні. Плід – округла коробочка. Сорт стійкий до посухи, вилягання та осипання (48).

РОЗДІЛ 3 УМОВИ ТА МЕТОДИКА ПРОВЕДЕННЯ ДОСЛІДЖЕНЬ

Досліди по вивченню впливу різних глибин зяблевої полицевої оранки на родючість ґрунту і формування врожайності льону олійного закладались на дослідному полі кафедри загального землеробства Уманського ДАУ. Територія дослідного поля представляє собою вирівняне підвищене плато з глибоким заляганням підґрунтових вод.

3.1 Характеристика ґрунту

Досліди проводились на чорноземі опідзоленому важкосуглинковому. Цей тип ґрунту характеризується відносною однорідністю гранулометричного і хімічного складу за профілем, ілювіальним характером розподілу карбонатів, значним нагромадженням елементів живлення у гумусовому горизонті.

Гранулометричний склад ґрунту представлений 21 – 25% агрегатів >10 мм, 10 – 0,25 мм (агрономічно цінна структура) – 73 – 75% і < 0,25 мм – 2 – 3 %.

Дані таблиці 3.1 показують, що ґрунт відповідає вимогам рослин до ґрунту. Із поглибленням щільність ґрунту практично не змінюється, а вологість стійкого в’янення з глибиною дещо збільшується (49).

Таблиця 3.1 Фізичні і гідрологічні властивості ґрунту дослідної ділянки

Ґрунт характеризується низьким вмістом азоту, підвищеним вмістом фосфору та калію, високим ступенем насичення основами і слабо кислою реакцією ґрунтового розчину. В цілому чорнозем опідзолений важкосуглинковий на лесі дослідного поля придатний для вирощування всіх районованих сільськогосподарських культур, в тому числі і льону олійного.

3.2 Погодні умови

Погодні умови в роки досліджень різнилися між собою і були не в однаковій мірі сприятливими для росту і розвитку рослин льону олійного, що в подальшому впливало на величину врожаю цієї культури.

Як видно з табл. 3.2, в цілому за 2005/2006 сільськогосподарський рік кількість опадів становила 530 мм, що на 10 мм менше середньо багаторічних. Після проведення основного зяблевого обробітку до сівби льону випало 302,6 мм опадів, що відповідало середньо багаторічної норми за цей період. Однак після сівби до кінця вегетації культури сума атмосферних опадів була нижчою за середньо багаторічну на 99,1 мм. Особливо критичним за забезпеченням опадами був період під час цвітіння і формування насіння, що негативно відзначилось на врожайності льону олійного. За 2006/2007 сільськогосподарський рік випало 400 мм опадів, що на 233 мм менше середньо багаторічних.

Від закладання досліду до початку сівби випало 119,6 мм, що на 101,4 мм менше за середньо багаторічну кількість. До того ж з березня опадів стало випадати ще менше і це призвело до швидкого висушування верхнього шару ґрунту.

Так, з квітня по липень (вегетаційний період льону) випало 80,1 мм, що на 196,9 мм менше за середньо багаторічну кількість опадів у цей період. Особливо критичними періоди були на початку вегетації і під час цвітіння льону олійного, що стало причиною слабого росту і розвитку рослин та скорочення періоду вегетації. За температурним режимом весна в 2006 році досліджень була характерною для районів південного Лісостепу.

Підвищена температура повітря і нестача опадів на початкових етапах росту негативно вплинуло лише на появу і формування сходів льону.