На півдні України основною зерновою культурою є озима пшениця. Однак часті посухи призводять до низьких врожаїв. Тому забезпечення рослин вологою - головне завдання при її вирощуванні
Дослідження показують, що врожай озимої пшениці в цій зоні значною мірою залежить від запасів вологи в грунті ранньою весною. У роки, коли на початку весни запаси вологи на її посівах низькі, як звичайно формується низька врожайність зерна. Високі запаси вологи в цей період здебільшого забезпечують високі врожаї навіть при малій кількості опадів в весеннелетній період вегетації. Так, в дослідах Інституту землеробства південного регіону (ІЗПР) в роки, коли навесні запаси доступної вологи в шарі грунту 1 м становили 160180 мм, врожайність пшениці після кукурудзи на силос була в межах 26,040,2 ц / га, а при низьких її запасах ( 90 мм і менше) - 7,722,5 ц / га.
На рис. 1 видно, що крива врожаю пшениці точно копіює криву запасів доступної вологи в метровому шарі грунту ранньою весною.
Мал. 1. Запаси доступної вологи в грунті на посівах озимої пшениці рано навесні і її врожайність в різні роки
Високий урожай зерна озимої пшениці формує в роки, коли на початку весни запаси доступної вологи в шарі грунту 0100 см складають 150200 мм, задовільний - 130140, низький - 100 мм і менше.
При низьких запасах вологи навесні особливо сильно страждають посіви, які восени не кущилися. Навіть на полях з добре розвиненими посівами, при низьких запасах вологи навесні, рідко коли формується високий урожай зерна. Навпаки, в роки, коли навесні запаси вологи високі, на добре розкущених посівах згубних наслідків від літньої посухи на полях практично не буває.
Багаторічні спостереження за динамікою вологи в грунті показують, що на посівах пшениці в осінньо-зимовий період йде накопичення вологи і найбільші її запаси в грунті щороку спостерігаються ранньою весною. У цей період в районах південного Степу запаси доступної вологи в метровому шарі грунту в середньому становлять: по пару - 150 мм, після непарових попередників - 130 мм, на зрошенні - 160170 мм (рис. 2).
Мал. 2. Динаміка доступної вологи в шарі грунту 0100 см на посівах озимої пшениці після різних попередників (середнє за 42 роки)
Кількість вологи в грунті навесні у великій мірі залежить не тільки від кількості опадів в осінньо-зимовий період, а й від поглинальної здатності ґрунту, яка, в свою чергу, залежить від її властивостей, способу обробітку, глибини промерзання, вологості і т. П.
В цілому за осеннезимний період грунтом поглинається дуже мала кількість опадів. Так, з 196 мм опадів, які випали за осінь і зиму, в середньому за 42 роки спостережень в посівах пшениці після кукурудзи на силос в шарі грунту 0100 см води поглиналося 83 мм, по пару - 40, а в умовах зрошення - 31 мм. Отже, грунтом поглинулося лише 42, 20 і 16% опадів відповідно. Очевидно, що решта вода від опадів - 5884% втекла в балки, частина випарувалася або вимерзла і була втрачена. Особливо мало вологи опадів поглинається в посівах пшениці по парам і на зрошенні, де грунт більш вологе.
За даними дослідів Запорізької обласної с.г. дослідницької станції за осінь і зиму в двометровому шарі грунту, в залежності від попередників пшениці, поглинається 2159% опадів. Отже, 4179% опадів, які випадають в осінньо-зимовий період, чи не поглинаються грунтом і губляться для рослин.
Розрахунки показують, що втрати вологи опадів за осінньо-зимовий період становлять 80160 мм. Для посушливої зони такі великі втрати води неприпустимі.
Зменшення кількості вологи, поглиненої грунтом, рівносильно зменшення кількості опадів, так як для рослин важливо не те кількість вологи, яке випадає з дощами чи снігом, а тільки те, що накопичилося в грунті і може ними вжитися. Тому необхідно звести до мінімуму втрати води на полях. Найбільш повне поглинання осеннезімній опадів є одним з найбільших резервів поліпшення забезпечення посівів пшениці та інших культур водою.
При відповідному веденні степового землеробства, тієї кількості атмосферних опадів, які випадають зараз, було б цілком достатньо для отримання високих врожаїв.
За останні 25 років в цій зоні кількість опадів за рік збільшилася майже на 30% і цілком логічно було очікувати нехай невелике поліпшення водозабезпечення посівів озимої пшениці. Разом з тим виявилося, що збільшення запасів вологи в грунті навесні на посівах пшениці не відбулося. Так, з 1964 по 1980 рік на посівах пшениці після кукурудзи на силос навесні запаси доступної вологи в метровому шарі становили в середньому 131 мм, а з 1980 по 2006 рік, коли випадало значно більше опадів, - 129 мм, тобто запаси вологи на посівах пшениці при виході з зими не збільшилися. Отже, додаткові опади цих років не поглиналися грунтом, а губилися. Найбільш ймовірно це обумовлено тим, що зменшилася здатність ґрунтів поглинати воду.
Разом з тим, в більшості років грунт під посівами пшениці виходить із зими далеко не повністю насиченою вологою, навіть на парах. Так, в метровому шарі темнокаштанового грунту при відновленні вегетації насиченість вологою після непарових попередників становить у середньому 7075% НВ, на парах - 83%, на зрошенні - 92% НВ.
Ще менше насичується двометровий шар грунту. Дослідженнями Запорізької обласної с.г. дослідницької станції встановлено, що в чотирьох випадках з десяти двометровий шар буває насичений водою на 3863% від найменшої вологоємності.
На посівах пшениці після непарових попередників запаси вологи в грунті навесні часто бувають вкрай низькими - недостатніми для нормального росту рослин в літні місяці. Дуже низькі її запаси (6690 мм) були навесні в 1964, 1965, 1969, 1972, 1976, 1984, 1985, 1987, 1990, 1997, 2002, 2007 роках. З такими запасами вологи навесні тут кожен четвертий рік. У більшості з них ранньою весною грунт був зволожений лише на глибину 4550 см, а ближче до 90 см мала суху прошарок, що перешкоджало зростанню коренів в глибину і використання вологи з глибоких шарів грунту. У такі роки, при малій кількості опадів, розвивається посуха. Верхні шари грунту, де розміщуються корені пшениці, швидко пересихають, внаслідок чого рослини страждають від нестачі води і часто сохнуть, хоча в глибоких шарах волога є. Отже, суха прошарок згубна для посівів, насамперед для тих, які пізно зійшли і коренева система яких розміщена у верхніх шарах.
У роки, коли навесні на посівах пшениці запаси доступної вологи в метровому шарі грунту низькі (6690 мм), вони залишаються низькими протягом усього весеннелетній періоду її вегетації (рис. 3).
Мал. 3. Динаміка запасів доступної вологи в шарі грунту 0100 см протягом вегетації озимої пшениці в роки з високими (1970, 1971, 1980, 1998) і низькими (1972, 1976, 1990, 2002) запасами вологи навесні, мм
А при високих її запасах (160180 мм і більше) забезпеченість посівів водою достатня для нормального розвитку рослин до кінця вегетації.
Опадів літнього періоду зазвичай недостатньо для забезпечення потреб пшениці в воді. За даними багатьох учених, в південному Степу рослинами використовується лише 2425% води літніх опадів. Тому при низьких запасах вологи в грунті навесні навіть велика кількість опадів у літні місяці не завжди виправляє становище. У більшості років зв'язок врожаю пшениці з опадами квітня, травня й червня хоча і існує, але вона незначна. Коефіцієнт кореляції між ними становить 0,290,45.
На відміну від непарових попередників, посіви пшениці по чорному пару навесні містять значно більше вологи в грунті (в середньому 150 мм), рівномірно розподіленим по всьому кореневмісному профілем, без сухих прошарків, що і забезпечує хороший ріст рослин і високу врожайність.
Незважаючи на те, що починаючи з 1972 по 1991 рік опадів випадало в середньому за рік на 84 мм більше, ніж у попередні 19501971 роки, проте запаси доступної вологи в метровому шарі грунту навесні на паровій пшениці не збільшилися. Так, в середньому за 19501971 роки її запаси навесні становили 154 мм, а за 19721991 роки - 146 мм. Чи не збільшувалися запаси вологи в грунті і в інші періоди її вегетації. Наприклад, в період колосіння їх запаси, в ці ж роки, становили відповідно 124 і 126 мм. Отже, можна говорити про те, що додаткові опади цих років не потрапляли в грунт, не використовувалися рослинами пшениці, а без користі губилися.
З огляду на, що така ж закономірність спостерігається і по непарових попередниках, частка опадів в останні роки зменшилася. На наш погляд це пояснюється погіршенням структури грунту, збільшенням її щільності, способом обробітку, ущільненням важкими колісними тракторами, що погіршило поглинання води грунтом і переміщення її в глибокі горизонти.
Для накопичення вологи на полях є багато способів: щелеваніе, влагонакопительная способи обробітку грунту, внесення органічних добрив, мульчування поверхні грунту послежнівнимі залишками, снігозатримання, гіпсування солонцюватих грунтів, сівозміни та т. П. Усі заходи повинні бути спрямовані на те, щоб поліпшити поглинальну здатність грунтів.
Одним з найбільш ефективних способів накопичення вологи є щелеваніе грунту, внаслідок чого руйнується ущільнений підорний шар і краще поглинається вода дощів і талих вод. Щілювання зябу під чорний пар на глибину 5060 см сприяє накопиченню вологи за зимовий період на 4560 мм більше, ніж на пару без щелевания. Збільшується і глибина промокання грунту на 4050 см. Все це значно підвищує рівень врожаю пшениці. Тому в посушливій Степу доцільно проводити глибоке позднеосеннее щелеваніе зябу під чорні пари. У ДП «Великолепетиський елеватор» Херсонської області, де широко застосовують цей захід, навіть в сильно посушливому 2007 році отримали урожай озимої пшениці 45,1 ц / га на площі 2429 га.
Ефективно також щелеваніе на поверхнево оброблених площах під сівбу озимих, яке проводиться на глибину 4050 см.
У зоні Степу велику площу займають солонцюваті грунту (2,2 млн. / Га), які сильно запливають, мають велику щільність і низьку водопроникність. Для збільшення їх здатності пропускати воду необхідно поліпшити властивості цих грунтів шляхом гіпсування та інших заходів.
Ранньою весною на кожному полі пшениці необхідно визначати запаси вологи в грунті. Знаючи її кількість і розміщення по горизонтах, можна в перші дні весни передбачити забезпеченість пшениці вологою в літній період вегетації і рівень можливого врожаю. Залежно від запасів вологи в грунті важливо вносити відповідні корективи в догляд за посівами, що дасть можливість значно ефективніше використовувати ресурси і збільшити рівень врожаю. Якщо навесні запаси доступної вологи в метровому шарі грунту становлять 6090 мм, грунт зволожена на глибину 5060 см, а нижче є суха прошарок, то потрібно готуватися до посухи і застосовувати рекомендований при таких умовах догляд за посівами. Для цього доцільно в кожному господарстві мати метеопост, в функції якого входило б визначення запасів вологи на полях, облік атмосферних опадів і т. П. Без обліку запасів вологи на кожному полі ефективно господарювати на землі в сучасних умовах неможливо.
Таким чином, для подальшого підвищення врожаїв зерна озимої пшениці на півдні України необхідно більше накопичувати вологи в грунті в осінньо-зимовий період. З цією метою потрібно підвищити здатність грунту поглинати воду атмосферних опадів.
Коментар Миколи Косолапа
На більшій частині території України головним лімітуючим фактором росту рослин є волога. Вона ж служить і основою вологозабезпечення рослин, накопичуючись в грунті за осеннезимний період. Як підкреслює автор, в результаті багаторічних досліджень встановлено, що високий урожай зерна озимої пшениці формує в роки, коли на початку весняного сезону запаси доступної вологи в шарі грунту 0100 см складають 150200 мм, задовільний - 130140 і низький - 100 мм і менше.
Сьогодні в Україні все більш виразно відчувається зміна кліматичних умов, які викликані процесом глобального потепління на планеті. Збільшилася кількість опадів в осінньо-зимовий період, підвищилася температура повітря в зимові місяці. Наявної кількості опадів, яка випадає в цей період, цілком достатньо для накопичення в грунті до 200 мм доступної вологи. Однак проблема в тому, що навіть після непарових попередників кукурудзи на силос ступінь збереження опадів, що випадають становить 42%, а в поле пара - всього 20%. Незбережена волога це не тільки втрачений урожай, але і причина водної ерозії грунту.
У журналі уже було надруковано ряд статей, присвячених влагонакопительная здатності парів, де закордонні вчені приводили свої дані про невисоку їх ефективності. Крім цього в умовах, що змінилися кліматичні умови нашої країни необхідне коригування встановлених закономірностей накопичення вологи після різних попередників, а також розробка нових або вдосконалення існуючих систем обробки грунту в сторону підвищення їх впливу на ефективність поглинання і накопичення вологи грунтом в осінньо-зимовий період.
Сьогодні як практики, так і вчені одностайні в тому, що агрофізичні властивості грунту за останні 50 років погіршилися. Як наслідок, влагонакопительная здатність всіх грунтів України знизилася. Основною причиною погіршення агрофізичних властивостей ґрунту є її механічна обробка. Добре відомо, що будь-яка механічна обробка грунту призводить до її висушування, отже, потрібні нові системи мінімального обробітку ґрунту, які одночасно підвищували б поглинання і накопичення вологи і знижували її непродуктивні втрати.
Основні непродуктивні втрати вологи з ґрунту відбуваються в літній час при високій температурі повітря. Якими прийомами можна знизити втрату вологи на непродуктивне випаровування? У літній період у нас випадає основна кількість опадів, а ось рівень їх використання абсолютно незадовільний, наприклад, на озимій пшениці всього 25%.
Без зниження непродуктивних втрат вологи в період вегетації і збільшення їх поглинання і накопичення в осінньо-зимовий період отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур практично неможливо. Високої влагонакопительная ефективністю відрізняється технологія Notill, до якої все більше звертаються практики. Наявність на поверхні грунту мульчі з рослинних залишків попередника істотно знижує температуру грунту і втрату вологи. Однак дана технологія мало вивчена в умовах України. Цим часто і пояснюються ті окремі невдачі, які мають місце на практиці.
автори:
І. Т. Нетіс, доктор с.г. наук, Інститут землеробства південного регіону УААН
(Опубліковано в №01, 2009 г.)
Якими прийомами можна знизити втрату вологи на непродуктивне випаровування?