Ячмінь ярий є чутливим до фізичного стану ґрунту, запасів доступної вологи в ґрунті, забур’яненості посівів, тощо. Тому вимоги до зяблевого обробітку ґрунту є високими. Згідно з існуючими рекомендаціями прийнято застосовувати в якості зяблевого обробітку ґрунту оранку на глибину 20 – 22 см. Проте, при цьому в більшості випадків не враховується тип ґрунту, погодні і кліматичні умови. У зв’язку з цим є необхідність обґрунтувати найбільш доцільний варіант зяблевого обробітку ґрунту в конкретних ґрунтово-кліматичних умовах.

В останні роки в аграрному секторі все більше створюється фермерських господарств з невеликими посівними площами і вузькою спеціалізацією. Тому вивчення питання заміни полицевої оранки менш енергоємними способами основного обробітку ґрунту на сьогодні є актуальним.

Виявити найбільш раціональний спосіб основного обробітку ґрунту під ячмінь ярий було метою наших досліджень.

РОЗДІЛ 1

ОСНОВНИЙ ОБРОБІТОК ҐРУНТУ, УМОВИ ВИРОЩУВАННЯ ТА ВРОЖАЙНІСТЬ ЯЧМЕНЮ ЯРОГО (огляд літератури)

1.1 Агрофізичні показники ґрунту залежно від способів зяблевого обробітку

Одним з головних показників, що характеризує агрофізичні властивості ґрунту є щільність складення. В останній час увага дослідників привернута на пошуки найбільш оптимальних параметрів щільності для різних ґрунтів і культур. Оптимізацію щільності ґрунту перш за все треба розглядати з позиції задоволення культурних рослин водою і повітрям для нормального функціонування їхніх кореневих систем. Рослини однаково погано реагують як на надмірно пухке складення, так і на високу щільність. Дійовим фактором у створенні та регулюванні оптимальної щільності є механічний обробіток ґрунту.

Найбільша продуктивність більшості культур досягається при оптимальній щільності суглинкового та глинистого ґрунтів, яка коливається в межах 1,1-1,3 г/см3. Проте рівноважна щільність ґрунтів дещо вища цих значень: у сірих лісових важкосуглинкових – 1,35-1,40, у опідзоленого виораного чорнозему – 1,34-1,36, чорнозему типового і звичайного – 1,25-1,30 г/см3 [2].

М.Я. Бомба [3], зазначає, що рівноважна щільність темно-сірого лісового ґрунту величина змінна і перебуває у межах 1,25-1,35 г/см3. Оптимальна щільність має бути диференційована для окремих культур за глибиною орного шару: зверху розпушений до 2-7 см для ярих і озимих колосових, цукрових буряків, а для кукурудзи – 7-10 см з об’ємною масою 1,11-1,16 г/см3. Оптимальна щільність розпушеного (10-30 см) шару для озимої пшениці та ярого ячменю перебуває у межах 1,15-1,30 г/см3, для цукрових буряків і кукурудзи – 1,10-1,25 г/см3.

За даними Ю.І. Накльоки та В.О. Єщенка [4] при зменшенні глибини полицевої оранки щільність ґрунту в усіх частинах орного шару на час сівби мала тенденцію до підвищення, а в середині вегетації цей фактор полицевого обробітку уже не проявлявся. Зменшення глибини плоскорізного розпушування зумовлювало на початок вегетації незначне зростання щільності ґрунту лише в середній і нижній частині орного шару, а в середині вегетації ці зміни були уже зворотними, хоча в усі строки і в усіх варіантах абсолютні показники щільності залишались у межах оптимальних параметрів та похибки досліду.

В.М. Кільдюшкін, В.К. Бугаєвський та А.А. Романенко [5] при досліджені способів основного обробітку ґрунту під зернові культури в зернотравопросапній сівозміні визначили, що щільність ґрунту була значно нижчою при проведенні оранки на глибину 25-27 см порівняно з поверхневим обробітком на 6-8 см і становила відповідно 1,19-1,20 та 1,31-1,35 г/см3.

Є.І. Рябов [6] зазначає, що мінімальний обробіток ґрунту створює найбільш сприятливі умови для утворення рівноважної щільності в межах оптимальних величин. В окремі роки досліджень більш рихле складення ґрунту спостерігалось при нульовому обробітку порівняно з механічними обробітками.

М.Я.Бомба [7] зазначає, що рівноважна щільність темно-сірого лісового ґрунту величина змінна і перебуває у межах 1,25-1,35 г/см3. Оптимальна щільність має бути диференційована для окремих культур за глибиною орного шару: зверху розпушений до 2-7 см для ярих і озимих колосових, цукрових буряків, а для кукурудзи – 7-10 см з об’ємною масою 1,11-1,16 г/см3. Оптимальна щільність розпушеного (10-30 см) шару для озимої пшениці та ярого ячменю перебуває у межах 1,15-1,30 г/см3, для цукрових буряків і кукурудзи – 1,10-1,25 г/см3.

Як зазначають Н.І. Картамишев та А.А. Тарасов [8], мінімалізація обробітку ґрунту із залишенням рослинних решток на поверхні поля чи його поверхневому шарі, підвищуючи несучу здатність ґрунту, призупиняє техногенне переущільнення. Проте вона прийнятна тільки на ґрунтах з рівноважною щільністю близькою до оптимальної для польових культур. В противному разі неминуче переущільнення навіть при невисокому техногенному ущільненню.

Дослідження проведені А.Х. Куліковою та С.Е. Єрофеєвим [9] на вилугуваних чорноземах засвідчують, що оптимальну будову орного шару ґрунту при вирощуванні ярих зернових культур забезпечує оранка. Більш щільна будова орного шару ґрунту спостерігалась в разі застосування поверхневих та плоскорізних обробітків. Також відмічалось, що після проведення передпосівного обробітку ґрунту щільність його верхнього шару була практично однаковою, а в шарах нижче 10 см різниця була досить великою. Так, за умови застосування поверхневого обробітку в шарі 10-20 см щільність ґрунту складала 1,29, в шарі 20-30 см – 1,31 г/см3. За вмістом агрономічно цінної структури в орному шарі ґрунту різниці між варіантами досліду майже не спостерігалось.

Одним із прийомів регулювання структурного стану є обробіток ґрунту. Застосовуючи ті чи інші способи обробітку, виконуючи їх на різну глибину можна помітно впливати на структуру ґрунту.

Оптимальна умови для росту рослин створюються при наявності в ґрунті 65-70 % агрономічно цінних часточок розміром 0,25-10 мм [10].

Родючість ґрунту багато в чому визначається її структурним станом, і системи обробки ґрунту, що розробляються, для обробітку будь-якої культури повинні перш за все сприяти збереженню і відновленню в ній агрономічно цінних агрегатів розміром 0,25-10 мм. Одночасно вона повинна бути пористою, механічно пружною і водоміцною [11].

О.В. Піковська [12] порівнювала різноглибинну оранку, мінімальний на глибину 4-5 см та нульовий обробітки в ланці дев’ятипільної сівозміни ярий ячмінь – кукурудза на силос – озима пшениця. В своїх дослідженнях вона встановила, що вміст агрегатів розміром 10-0,25 мм у шарі ґрунту 0-30 см становив за мінімального обробітку 61,7-70,7 , нульового – 58,4-70,5 , тоді як при оранці – 48,5-66,8 %. За кількісним співвідношенні частинок при мокрому просіюванні на оранці переважають агрегати розміром 0,5-0,25 мм, тоді як на мінімальному та нульовому – 0,5-1 мм. Вміст водостійких агрегатів коливався від 26,5 до 61,6 %. На початку вегетації кукурудзи на оранці у 0-10 см шарі відмічено різке їх зниження до 26,5, тоді як за мінімального обробітку уміст становив 29,8, а за нульового – 30,9 %. Збільшення кількості водостійких агрегатів при ґрунтозахисних обробітках відмічено і в нижніх шарах ґрунту.

Важливим показником будови ґрунту є пористість. Оптимальна загальна пористість окультуреного орного шару становить 55-65 % від загального об’єму ґрунту.

І.М. Нікульніков, О.К. Боронтов та В.Є. Полухін [13] в дев’ятипільній сівозміні порівнювали полицеву, плоскорізну та комбіновану систему обробітку ґрунту. Вони встановили, що полицева оранка перевертаючи та кришачи пласт ґрунту, збільшила об’єм пор за рахунок як капілярного, так і міжагрегатного простору. При комбінованому обробітку в сівозміні збільшилась загальна кількість пор в основному за рахунок збільшення капілярів. При плоскорізному обробітку на фоні низької загальної пористості значно знижується співвідношення об’ємів пор капілярного і некапілярного розмірів. Так, в загальних об’ємах порового простору орного горизонту при комбінованому обробітку капілярні пори займали 50,0 % , некапілярні – 7,8 %, плоскорізному – 47,8 та 6,1 %, полицевому – 47,4 і 10,4 %.

В умовах нестійкого зволоження ґрунтова волога відіграє провідну роль у формуванні врожаю всіх культур. Вона має велике значення не тільки для забезпечення процесів росту надземної частини і кореневої системи рослин, а й може впливати на процеси росту коренів як зовнішній фактор, який підсилює або послаблює механічний опір ґрунту.

На сьогодні існують різні погляди стосовно того який спосіб основного обробітку ґрунту і на яку глибину сприяє більшому накопиченню вологи за осінньо-зимовий період, а також економнішому витрачанню її протягом вегетації рослин.

С.П.Вахній та О.С.Скалига [14] зазначають, що різні системи обробітку по різному впливають і на зміну вмісту доступної вологи в метровому шарі ґрунту. Так, при заміні полицевого обробітку безполицевим на час сівби ячменю та гороху спостерігалось незначне зменшення (на 3-9 мм) запасів доступної вологи в метровому шарі ґрунту. У цілому по сівозміні найбільший вміст доступної вологи в орному шарі ґрунту спостерігався за комбінованої і тривалої мілкої систем обробітку ґрунту.

П.Д. Кошкін [15] порівнюючи дискування на 10-12 см, плоскорізний обробіток на 13-15 см, полицеву оранку на 22-24 см і комбінований по способу і глибині обробітки у восьмипільній сівозміні стверджує, що способи основного обробітку ґрунту не вплинули істотно на вологозабезпеченість рослин в роки з достатньою кількістю опадів в літній період. На посівах ярого ячменю більш висока вологість в шарах, розміщених глибше 20 см, відмічалась після щорічного плоскорізного обробітку. Як вважає дослідник, верхній шар, насичений рослинними рештками, слугував мульчуючим матеріалом, який і сприяв кращому збереженню вологи.

Ефективність різних способів та глибин обробітку визначається їх здатністю сприяти найбільш повному нагромадженню, використанню атмосферних опадів і запобіганню втрат вологи на випаровування. Дослідження проведені М.В. Калієвським та В.О. Єщенком [16] засвідчили перевагу у нагромадженні опадів за осінньо-зимовий період варіантів із застосуванням плоскорізного розпушування ґрунту.

Г.М. Мартаков [17] зазначає, що коливання кількості вологи по способам обробітку в межах 7-13 мм відмічені в сторону збільшення на безполицевих обробітках.

Дослідження, проведені в шестипільній сівозміні на дерново-підзолистому середньосуглинковому ґрунті, показали, що за осінньо-весняний період на варіантах з використанням механічного обробітку в шарі 0-30 см накопичувалося більш як на 7 мм вологи більше, ніж на варіанті з нульовим обробітком, проте на момент сівби запаси вологи вирівнювались. При сівбі ярого ячменю в оброблений ґрунт вміст продуктивної вологи в шарі 0-10 см був нижчий, ніж у варіанті з прямою сівбою. Перші фази росту ярих культур проходять при більшій кількості доступної вологи на варіанті з прямою сівбою. В подальшому істотних різниць не спостерігалося [18].

На думку І.В. Мартинюка, В.О. Єщенка, О.Б. Карнауха та Д.Л. Каричковського [19], водний режим чорноземних ґрунтів визначається погодними умовами і практично не залежав від способу та глибини обробітку ґрунту.

Результати, які отримав В.Х. Яковлєв [20] при дослідженні способів обробітку ґрунту під ярий ячмінь свідчать, що дещо більший запас вологи (170,3 мм) був при нульовому обробітку ґрунту порівняно з полицевою оранкою (165,0 мм).

Згідно результатів досліджень, проведених на чорноземах звичайних у п’ятипільній сівозміні навесні перед сівбою на полях із полицевою оранкою, плоскорізним розпушуванням та поверхневим обробітком в 0-100 см шарі ґрунту містилось 144,2-162,1 мм, а з нульовим обробітком 139,5-155,0 мм продуктивної вологи. До початку колосіння ярих зернових залишилось відповідно 35,1-41,0 мм та 51,5-100,7 мм, до збору на полях з нульовим обробітком від 8,0 до 15,1 мм, а на інших варіантах продуктивної вологи практично не було [21].

1.2 Формування врожаю ячменю ярого на фоні різних способів основного обробітку ґрунту

На сьогодні не існує також єдиної думки щодо впливу способів обробітку на врожайність польових культур.