Вирощування ячменю з горохом за технологією strip-till

Спрощений безвідвальний обробіток ґрунту та багатовидове, багатофункціональне рослинництво є важливими компонентами сталого сільського господарства. Технології, що поєднують ці компоненти, можуть грати ще більшу проекологічну роль сучасному сільському господарстві. Польські дослідники з'ясували важливі нюанси вирощування гороху з ячменем за однопрохідною технологією strip-till.

Розуміння необхідності екологізації сільськогосподарського виробництва швидко збільшує частку методів ощадного землеробства та сталого рослинництва, нині це становить 15 % орних земель у світі. Суміші культур вважаються перспективним напрямом у екологізації сільського господарства. Рослини різних генотипів (сортів, видів) можуть існувати в одних і тих же рядках, у рядках, що чергуються, або в смугах.

Переваги змішаних культур:

• оптимізація виробничої площі;

• збільшення врожайності та стабілізація продуктивності рослин, у тому числі, у стресових умовах;

• збереження та збільшення біорізноманіття;

• захист ґрунту та води;

• секвестрація (зв’язування) вуглецю;

• боротьба із шкідливими організмами.

Наприклад, згідно з результатами понад 200 досліджень, встановлено, що вирощування рослин у сумішах знижує розвиток хвороб листя на понад 70 %. Різноманітна агроекосистема стримує поширення як хвороб і шкідників, так і бур'янів. Змішані культури вказуються багатьма вченими як ефективний нехімічний спосіб зниження появи організмів, що пошкоджують посіви.

З іншого боку, безвідвальний обробіток ґрунту, у тому числі смуговий, підвищує вологоутримання, вміст органічного вуглецю, біомасу та активність мікроорганізмів, позитивно впливає на фізичні властивості ґрунту, зменшує ерозію та скорочує банк насіння бур'янів у ґрунті. Однопрохідна смугова обробка ґрунту Strip-Till є процесом, коли за один прохід багатофункціональна машина розпушує смуги ґрунту, вносить добрива та висіває насіння.

Надії, що покладаються на ці методи ведення сільського господарства, знаходять своє відображення у створенні спеціальних програм вирощування змішаних культур.

Зв’язки між рослинами за сумісного вирощування

Ефективність практики змішаних культур залежить, зокрема, від генетичного складу сумішей рослин і методу сівби/вирощування.

Ярий ячмінь, як важлива сільськогосподарська культура, є одним із компонентів сумішей, що вирощують у різних частинах світу. Він є складовою сумішей з іншими злаками, наприклад, з вівсом, пшеницею та тритикале. Часто його висівають з кормовими бобовими культурами: горохом, викою, квасолею та сочевицею.

Однак дослідження показують, що ячмінь є агресивним видом, який часто домінує у багатовидовому покриві рослин. Так, ячмінь справляє сильніший негативний вплив на пшеницю, ніж навпаки, що проявляється в меншому збільшенні сухої маси рослин від кущіння до колосіння.

Конкурентна перевага ячменю зумовлена, серед іншого, його здатністю активніше поглинати поживні речовини, зокрема азот або фосфор, ніж у співіснуючих рослин. І це стосується не лише пшениці. У ряді експериментів підтверджується агресивність та домінування ячменю в суміші з бобовими, особливо в умовах підвищеного вмісту азоту у ґрунті. У представленому дослідженні наявність ячменю в безпосередній близькості від нього в одному рядку значно обмежувало розвиток гороху — рослини були коротшими і мали менше стручків. Маса насіння гороху у суміші з ячменем була на 13,3 % нижчою, ніж за окремого вирощування культури.

Внутрішньопольові взаємодії між рослинами, у тому числі конкуренція, залежать також від їхнього взаємного просторового розподілу, що виникає внаслідок густоти посіву, ширини міжрядь та інших агротехнічних заходів.

Як взаємовигідний приклад, коли багатовидове поле мало підвищену врожайність, можна навести китайський досвід змішаних посівів пшениці з кукурудзою та пшениці з соєю, коли змішаний урожай перевищував монокультурний. Але при цьому культури висівали рядами чи смугами з кількох рядів, розділених за видами.

Таке розташування рослин у полі забезпечує крайовий ефект, а також підземну та надземну взаємодію між рослинами. Врожайність (маса зерна) пшениці в рядках, що безпосередньо примикають до кукурудзи або сої, була вищою, ніж у внутрішніх рядах у межах посівної смуги.

Збільшення врожайності пшениці в рядку, що примикає до кукурудзи, становило 74 %, з них 47 % — за рахунок надземних міжвидових взаємодій та 27 % — за рахунок підземних взаємодій.

Тому в цьому дослідженні передбачалося, що відокремлення ячменю від сусіднього гороху шляхом посадки його в сусідніх рядках може зменшити негативний вплив на бобові або навіть стимулювати розвиток гороху.

Для максимальної взаємодії рослин між рядками використовували схему «один ряд ячменю — один рядок гороху». Передбачалося, що, якщо результати будуть позитивними, цей метод вирощування польових культур, зокрема міжряддя зі смугової обробкою за один прохід, може стати важливим аспектом сталого сільського господарства.

Ця гіпотеза була перевірена у трирічному польовому досвіді, проведеному в сільськогосподарській компанії Agro-Land Marek Różniak, Науково-дослідний центр Agro-Środki-Technika-Technologia у Сміліні, Куявсько-Поморське воєводство, Польща, у співпраці з кафедрою агрономії Бидгощського політехнічного університету.

Ячмінь та горох краще дружать рядками

Усі агротехнічні заходи (розпушування смуг ґрунту, внесення азотно-фосфорних добрив, посів насіння) виконувала за один прохід багатофункціональна машина «Мзурі-Про Тіл 4Т», яка була для цього модифікована у Науково-дослідному центрі Agro-Środki-Technika-Technologia у Сміліні.

Порівнювали чотири варіанти сівби: ярий ячмінь, чистий висів; горох, чистий висів; рядковий змішаний висів (ячмінь + горох); змішаний висів (ячмінь + горох) із міжряддями.

Щільність висіву (насіння/ м²) становила залежно від досвіду: ячмінь, чистий посів – 280; горох, чистий посів – 120; змішаний посів у рядку (ячмінь + горох) — 140 + 60; у змішаних посівах міжряддями — 140 + 60.

Смуги розпушеного ґрунту (однакові у кожному з чотирьох варіантів досвіду) мали ширину близько 12 см, а необроблені міжряддя — 24 см.

По центру розпушеної смуги ґрунту на глибину 20 см висівали смугу насіння шириною 6 см. Зерно ячменю висівали на глибину 3 см, а гороху — на глибину 6 см. Суміш зерна ячменю та насіння гороху висівали на глибину 4 см у кожному рядку.

Першого року сіяли по черзі ячмінь і горох (один рядок ячменю/один рядок гороху) — за один прохід машини з міжряддями 72 см висів гороху і другий прохід зі зміщенням поперек на 36 см — висів. ячміню. У 2020 та 2021 роках такий самий ефект було отримано для обох видів рослин, висіяних за один прохід сівалки, з чергуванням рядків ячменю та гороху та сусідніми рядками, розташованими на відстані 36 см один від одного ( рис. 1 ).

Проводили підживлення мінеральними добривами для всіх ділянок, проти хвороб застосовували фунгіцид на основі азоксистробіну (у 2020 та 2021 рр.), а проти шкідників — препарат на основі дельтаметрину (кожного року).

Міжрядна сівба ячменю та гороху за смуговою однопрохідною технологією, порівняно зі змішаною рядковою практикою, покращила рівномірність появи сходів та густоту рослин гороху перед збиранням урожаю та зменшив засміченість.

Урожайність ячменю та гороху була вищою, ніж за чистого висіву на 8,5 і 10,2 % відповідно, а врожайність гороху також була вищою на 38,9 %, ніж за змішаного рядковогу висіву.

Урожайність ячменю та гороху за висіву з міжряддями була вищою на 1,75 т/га, ніж врожайність гороху за чистого висіву, і лише на 0,79 т/га нижчою, ніж врожайність ячменю за чистого висіву. З іншого боку, вихід білка зерна/насіння під цією сумішшю був аналогічний виходу білка гороху за чистого висіву і на 109 кг/га вищім, ніж вихід білка ячменю за окремого вирощування (чистий висів).

Міжрядне вирощування гороху допомогло уникнути агресивної конкуренції ячменю, що спостерігається за змішаного вирощування в рядку. На рослинах гороху було більше стручків і більше насіння у стручках.

Високий індекс LAI (індекс листкової поверхні - показник активності фотосинтезу), що зберігається на пізніх стадіях розвитку після цвітіння, і відсутність вилягання, що впливає на світлові умови в покриві культур (особливо для гороху в міжряддях), ймовірно були основними причинами того, що маса бур'янів перед збиранням у цій суміші була нижчою, ніж у схильного до вилягання гороху у чистих посівах і гороху, що вирощувався змішаною культурою у міжряддях.

Проведені польові досліди показують, що однопрохідна технологія strip-till дає змогу проводити міжрядну сівбу кількох видів рослин як альтернативу традиційному змішаному посіву. Виробництво великої кількості біомаси (зерна/насіння), вихід протеїну, подібний до врожаю білка гороху, а також зниження забур’яненості перед збиранням урожаю, незважаючи на відсутність гербіцидних обробок, роблять міжрядні посіви зернових і зернобобових культур прийнятною практикою для сталого рослинництва.

Проте позитивні результати цієї трирічної серії польових дослідів не скасовують необхідності подальших досліджень для оптимізації технології для різних агро-кліматичних і агротехнічних умов.

За статтею групи авторів (Івона Яскульська, Даріуш Яскульські, Лех Галенцевський), опублікованій на порталі www.mdpi.com