Досвід відновлювального землеробства на Полтавщині: боротьба з ущільненням ґрунту

У ході Польового Агроконсиліуму, організованому компанією Travelite Agro, на початку липня ми завітали на Полтавщину до підприємства «Полтава-Сад», де господарює Дмитро Штанько. Погода того дня була спекотна: температура повітря 34°С, а на поверхні ґрунту справжнє пекло — 51°С.

Температура поверхні грунту

Протягом чотирьох років в господарстві практикують технологію смугового обробітку strip-till, на полях під насінництвом застосовують зрошення. Мають середню урожайність кукурудзи (гібридне насіння з ділянок гібридизації) 4,5-5,7 т/га, картоплі 20 т/га, сої 3 т/га, соняшнику 3 т/га, коріандру 2 т/га. Втім, як сказав керівник господарства, хочеться покращити ці результати, але також покращити якість ґрунтів. Зокрема, в господарстві присутня проблема ущільнення. Власне для виявлення існуючих проблем і аналізу їх характеру до господарства були запрошені експерти з відновлювального землеробства з різних країн.

Картка господарства

Зембанк господарства складає 7000 га, поля розташовані у трьох районах — Диканському, Полтавському і Харківському. Ґрунти представлені суглинками з pH 6,3-6,5 та вмістом органічної речовини 3,1-3,8%. 2500 га знаходиться під зрошенням. Ці землі під насінництвом. 

Основні напрями виробництва: насінництво і овочівництво (картопля, морква, столовий буряк — 250 га). Середня річна кількість опадів тут близько 776 мм, втім, цього року з кінця квітня і до середини червня опадів не було. 

1. Переважаючі види бур’янів: берізка польова (Convolvulus arvensis), мишій (Setaria), лобода біла (Chenopodium album).
2. Основні хвороби: іржа кукурудзи (Puccinia sorghi), фітофтороз картоплі (Phytophthora infestans), альтернаріоз картоплі (Alternaria solani).
3. Основні шкідники: стебловий метелик (Ostrinia nubilalis), совки (Noctuidae), колорадський жук (Leptinotarsa decemlineata).

Цього року в господарстві заклали експеримент — посіяли разом сою і кукурудзу. Власне це було перше поле, на яке ми завітали. 

Головні агроновини України та світу

Головні агроновини України та світу

Поле 1 — кукурудза + соя по strip-till після монокультури

Сівозміна: кукурудза (2022), кукурудза (2023), кукурудза + соя (2024), три роки поспіль застосовується технологія strip-till (використовують агрегат Dawn Pluribus Lite Strip-till).

На першому полі площею 100 га були одночасно (17 квітня) посіяні кукурудза і соя, за один прохід таким чином, що 62,5% поля зайнято кукурудзою, а решта соєю. План — зібрати два врожаї з одного поля і підвищити ефективність виробництва.

Ідею Дмитро Штанько почерпнув з лекції американського фермера Девіда Хули, у ході якої він кілька разів наголошував на розподілі сонячної енергії. 

«Проаналізувавши його лекцію, я згадав, що кукурудза у крайніх рядках формує по 2-3 качана. Ми з агрономом виламали по 30 рослин з першого, другого і третього рядків і дослідили вагу качанів. З першого рядка вага качанів складала 3,5 кг, з другого і третього — 4,5 та 5,5, відповідно. Теорія підтвердилася і ми вирішили поекспериментувати», — розповів директор господарства.

Для кращого запилення качанів посіяли два гібриди 16-рядною сівалкою за схемою, де 1-й і 16-й ряди — гібрид ФАО 460-480, а 2-й, 3-й, 4-й, 5-й і 6-й та п’ять рядків з іншого напрямку — соя Аватар. Чотири центральні рядки (7-10) — кукурудза. При цьому 7-й і 10-й рядок — гібрид із ФАО 360, 8-й і 9-й — із ФАО 530.

 1 2   3   4   5   6  7  8  9  10  11 12 13 14 15 16 — 6 рядків кукурудзи і 10 сої. 

Посів кукурудзи і сої на одному полі

Для деталізації експерименту Дмитро Штанько заклав подібне поле, в якому, навпаки, скоростиглий гібрид кукурудзи розміщений всередині, а пізньостиглі по краях. Це для того, щоб побачити як зреагують культури і які ФАО забезпечать кращий результат. 

Мета — нагодувати ґрунт поживою, а не просто забезпечити рослину фоліарно

Таку думку висловив Алан Перрі, власник міжнародного сертифікату із рослинництва та член Американського товариства агрономії, США. З ним як з консультантом господарство працює з 2021 року. Протягом двох років відбирали зразки ґрунту з полів, де збираються вирощувати картоплю. Завдання — щоб шкірка картоплі залишалася тоненькою і молодою. 

«Оскільки кукурудза в полі вирощується на насіння, то, щоб забезпечити йому високу енергію проростання потрібно збалансувати марганець, цинк, сірку, молібден і кобальт. Мідь і сірка важливі для запилення і закладки зерен, цинк, мідь і марганець — для наливу зерна. Загалом все, що жовтого кольору (у кукурудзи зерна і квітки), потребує сірки. За величину качана виступає калій. Якщо ці елементи в недостатній кількості в насінні, в результаті страждає фермер, який купив це насіння», — прокоментував Алан Перрі.

Важлива і форма, в якій елемент живлення присутній в ґрунті або вноситься. Наприклад, хлористий калій на противагу сульфату калію, елементарна сірка на противагу сульфатній сірці і так далі. Але перш, ніж звертати увагу на дефіцити, потрібно встановити баланс кальцію і магнію в ґрунті, бо він впливає на доступність інших елементів для культури. 

Кожне поле має мати 275 кг/га магнію. На звичайних ґрунтах ідеальним співвідношенням кальцію до магнію буде 69% до 11%. У піщаних легких ґрунтів ємність катіонного обміну менша, але запас діючої речовини магнію в ґрунті все одно має бути 275 кг, відповідно, відсоткова ставка елемента збільшується. У піщаних ґрунтах частку кальцію слід вивести до 60%, відповідно, магнію до 20% (в сумі завжди 80%). 

В даному ґрунті, представленому суглинками, кальцію 68%, магнію 15,4%. Кукурудза у полі знаходиться у фазі розвитку качана і не показує симптоми дефіциту елементів живлення. Дивимося, що в ґрунті.

Проблема поля — надлишок вологи й дефіцит бору, марганцю і цинку

Для детального дослідження ґрунту у полі викопали шурф глибиною до 2 м. Раніше поле було лісом, фахівці розкопали старий корінь від дерева. Воно могло рости тут і століття тому, кажуть вони. 

Читайте також: Земля не обманює, або Що можна дізнатися після розкопування шурфу?

Фермер з Південної Дакоти Рік Бібер зацінив акуратно викопаний шурф. Каже: «Сходинки виконані акуратно, наче це вхід до церкви і це найкращий шурф, який ми бачили»

До 80 см верхній шар представлений родючим чорним ґрунтом, прокоментував Йорк Байєр, власник компанії Bayer Handelsvertretung у Берліні. 

«Німецькі фермери помирають за такий ґрунт. Глибше ніж до 1 м видно присутність коренів, є активність грибів на глибині понад 1 м. Тут є симбіоз між кореневою системою і самим ґрунтом. Ущільнення відсутнє, проте є ознаки легкого перезволоження. Якщо врахувати середньобагаторічну кількість опадів, я не бачу потреби в зрошенні на цьому полі. Дуже часто після опадів, якщо ґрунт не має агрегатів, ми отримуємо заливання і створюються анаеробні умови. За такого сценарію біота може перейти у режим «сплячки» або відімре», — пояснив Йорк Байєр.

Він додав, запах землі верхнього шару мінімальний, що є ознакою слабкої життєдіяльності мікроорганізмів, а тому від зрошення треба відмовитися. 

До самого дна шурфа помітні ходи червів, але вони малі. Відомо, що черви полюбляють грибні організми і якщо умови не сприяють їхній життєдіяльності, вони залишаються худими і недорозвиненими. Потрібно збалансувати ґрунтову мікрофлору, зокрема співвідношення грибних і бактеріальних організмів.

В протоколі ґрунту вказано, що є дефіцит бору, марганцю і цинку, сказав Майкл Макніл, Враховуючи побачене, експерти зробили наступні висновки:

• Кукурудза і соя добре доповнюють одна-одну. Соя покращує ріст кукурудзи на 5%, а кукурудза може покращити врожайність сої на 20%, каже доктор Дон М. Х’юбер, почесний професор патології рослин в Університеті Пердью (США). Кукурудза вдвічі збільшує доступність магнію і марганцю для сої, а соя забезпечує доступний азот для кукурудзи. 
• Для збагачення ґрунту вуглецем можна сіяти із соєю овес як паралельну культуру, або льон. 
• Strip-till пасує умовам і сівозміні на цьому полі, каже Майкл Макніл, агроконсультант з родючості ґрунтів, фізіології рослин та кількісної генетики. Він додав, що ґрунт цього поля схожий на той, що він обробляє в Айові. Така сама річна кількість опадів. І він так само практикує strip-till, який приніс найбільший ефект.
• Від зрошення потрібно відмовитися.
• В протоколі ґрунту сказано, що є невеликий дефіцит марганцю. Потрібен тест листка.
• Наступний елемент — молібден. Для високих врожаїв кукурудзи потрібна амонійна форма азоту. Без молібдену нітратний азот кукурудзі важко засвоїти.
• Смужки на листках кукурудзи — симптом недобору цинку і марганцю. 

Смужки на листках кукурудзи — симптом недобору цинку і марганцю

Поле 2 — кукурудза в монокультурі по strip-till

В другому полі кукурудзу вирощують протягом трьох останніх років за технологією strip-till, яку тут застосовують вже 4 роки. Глибина нарізання полос навесні 10 см. Зі слів директора господарства, це поле в господарстві забезпечує найвищу врожайність кукурудзи. 

Але дослідивши шурф, фахівці не розділили ентузіазму господаря. Новозеландський фермер Стівен Кінг пояснює цей ефект «заряджанням» поля основними добривами, але він не вічний.

«Якщо ви хочете, щоб людина працювала вище своїх сил, дайте їй кокаїн. Але чи надовго вистачить цього ефекту?», — ставить риторичне питання він.

Проблеми поля — спека і ущільнення від перезволоження

Перше, що врізалося в очі, це вода на дні шурфу при відсутності опадів. Друге — ущільнення ґрунту немеханічного характеру. Для запобігання ущільнення на цьому полі господарство чотири роки тому почало працювати по strip-till, але остаточно цю проблему вирішити не вдалося. І виною цьому, як і в попередньому випадку, зрошення. Але на відміну від попереднього поля, тут перезволоження у всій своїй красі. До того ж, наслідки монокультури у вигляді браку елементів живлення.

«В ґрунті присутнє ущільнення, але не від сільгоспмашин, а від вологи. Вода в шурфі піднімається знизу, але коренева система кукурудзи до неї не достає. Більше того, її корені сягають не глибше 0,5 м, хоча мають сягати значно глибше. А все тому, що в ґрунті немає кисню і це не сприяє біоті, якої тут і так мало», — пояснив Рік Бібер, фермер з Південної Дакоти.

Третє, на що звернули увагу фахівці, це температура ґрунту на полі, яка сягнула 56°С, тоді як в лісосмузі цей показник більш ніж вдвічі менший — 23°С. 

«Спека вбиває біоту. Обидва ґрунти знаходяться поряд, але один піддається більшому сонячному опроміненню, ніж інший. В лісосмузній землі є життя, яке можна відчути на запах, гарно виражена агрегатика ґрунту, аеробне середовище до 2 м вглибину. У польовому зразку — біологічна смерть. Коли помирає біота, вона виділяє вуглець і ґрунт темніє. Живий ґрунт коричневий і має солодкуватий запах, бо в ньому змішані всі біологічні організми», — прокоментував Йорк Байер.

Він продемонстрував зразки ґрунту для порівняння. Зразок з лісосмуги має розсипчасту структури у той час, як зразок з поля представлений суцільною брилою. 

Сонячне світло — це енергія, яка потрібна рослинам, але тільки, якщо вона перенесена з листка в ґрунт, а не з ґрунту до рослини, створюючи стресову ситуацію

По мірі як сонячна енергія потрапляє у листя, а потім у вигляді карбогідратів з листя до коренів, вона виділяється в ґрунт і живить все біологічне різноманіття. При монокультурі утворюються горизонтальні розшарування ґрунту, які вказують на смерть біоти через недостатнє харчування.

«Попри відсутність аналізу цього поля, я зі 100% впевненістю кажу, що бракує калію, бо нижні листочки кукурудзи відмирають. Ймовірно є брак міді, цинку і марганцю. Завести маломобільні елементи можна через мікоризу, яка, наприклад, забезпечує 80% фосфору», — заявив Пол Силті, американський експерт з ґрунтознавства.

В цілому виходить така ситуація: вологи в ґрунті багато, але рослини стресують від спеки, бо не в змозі до неї дістати, а біота гине. В результаті знову дістається культурним рослинам у вигляді дефіциту елементів живлення, що робить їх вразливими до несприятливих погодних умов, хвороб і шкідників.

Доктор Дон М. Х’юбер наголосив на важливості структури ґрунту, яку формує правильне співвідношення кальцію і магнію.

«Насамперед ґрунт потрібно наситити киснем, що можливо з водою. І тут вона є, але є нюанс. При перенасиченні водою, вона застоюється як у випадку цього поля. Тут можна допомогти обробітком, але ефект буде недовгим. Саме тому спершу важливо вирівняти баланс магнію і кальцію в ґрунті. Це елементи, які відповідають за його структуру. Потім внести поживні елементи, які тут в дефіциті», — пояснив пан Х'юбер.

З огляду на вищенаведене, фахівці надали поради:

• Відмовитися від зрошення.
• Зробити тест на інфільтрацію, оскільки вода не промивається.
• Збалансувати вміст кальцію і магнію в ґрунті, щоб збалансувати його структуру.
• Глибше нарізати смуги не слід і глибоке розпушування не вирішить питання структури. 
• Внести поживні речовини з огляду на аналіз ґрунту.
• Підвищити кисень в ґрунті, заживити його органікою і водночас знизити температуру його поверхні допоможе правильно підібраний мікс покривних культур: дайкон, олійна редька, льон, овес, ячмінь, соняшник. При цьому слід уникати бобових сумішей.
• Застосовувати рослинні рештки: Стівен Кінг рекомендує практикувати на цьому полі no-till з покривними культурами, але спочатку вирівняти баланс кальцію і магнію в ґрунті.

Поле 3 — соя після кукурудзи по оранці, в ґрунті надлишок магнію

На третьому полі, де починає цвісти соя, технологія обробітку ґрунту класична із застосуванням плуга. Як і на попередніх полях, тут застосовується зрошення.

Ґрунт тут, як і в попередніх двох полях, характеризується історичним змішуванням з лісовим ґрунтом. Як каже Йорк Байер, змішування не чітке, є перехід від чорного до світлого. Активний ріст коренів тут глибше ніж 50 см. Ґрунт не ущільнений, але дещо збитий. Очевидно, що оранка не поліпшує ситуацію.

Шурф третього поля

Алан Перрі каже, що збитість ґрунту створює надлишковий магній. Через те, що в ЄКО ґрунту багато магнію, він забирає простір у інших елементів. Найкращий спосіб це виправити — вносити сірку. Тут цей показник на рівні 10, а потрібно щонайменше 50 або навіть 100, щоб виштовхнути магній. 

«Я би рекомендував елементарну сірку і за декілька років результат буде. Парадокс, але надлишковий магній нерідко стає причиною його дефіциту. Тому потрібно із сіркою давати трошки магнію для живлення рослин», — каже Алан Перрі.

Формування бобів у сої залежить від калію. Його в ґрунті 1,5%, а треба щонайменше 5%. Але через те, що магнію забагато, ефект від внесення калію буде складно досягти, поки не виправиться ситуація з магнієм. Тобто, до магнію треба додавати калій, щоб поки цей процес запуститься, можна було підживити рослину, додає Алан Перрі. Важливо на перших етапах закладання квіток обманути рослину, щоб вона відчувала, що калію буде багато. Тоді вона закладе більше бобів. Підживлення кукурудзи калієм можна зробити, коли рослини вже високі. Бор в дефіциті, а від нього залежить ефективність внесення калію. В дефіциті тут також фосфор, цинк та мідь, які важливі для цвітіння сої, а також кобальт і молібден.

Друга проблема, як і у поля 2, це висока температура ґрунту на поверхні 48°С. 

«Оранка роздягла поле догола і це перша причина, тому потрібен одяг у вигляді післяжнивних решток або покривних культур. І не орати. Як варіант можна звузити міжряддя і таким чином зменшити гарячу зону, але це не вирішить питання повністю», — пояснюють фахівці.

Пол Силті демонструє розвиток кореневої системи кукурудзи

Заорювання рослинних решток при цьому не допомагає ґрунтовим організмам. В шурфі першого поля були ходи червів, а тут їх немає взагалі. Виходить, що попри те, що їжа у вигляді післяжнивних решток для них є, вони голодають.

Гліфосат покривним культурам не товариш

Остання і не менш важлива проблема поля 3 — застосування гліфосату. Це власне єдиний гербіцид, який застосовують на цьому полі, і разом з надлишковим магнієм він є причиною збитості ґрунту, водноголос заявили американські фахівці з огляду на досвід фермерів їхньої країни.

Гліфосат системно проникає через корені рослини до ґрунту і вбиває всі мікроорганізми, які потрібні для розкладання рослинних решток і поживних речовин у доступну форму. І потім, щоб відбувалося грудкування (склеювання шматочків ґрунту), потрібно вдвічі більше вологи і більше поживних речовин. До того ж, гліфосат важко розкласти. 

«В США через 15 років використання гліфосату фермери спостерігали наслідки післядії, коли вносили фосфор. Оскільки гліфосат і фосфат зв’язуються з тими ж самими елементами в ґрунті. Тому коли вносите фосфат, він активуватиме дію гліфосату до 20 років. Минулоріч в нас було кілька фермерів, які робили все згідно рекомендацій, але не отримували врожаю, бо знищили культуру. Був випадок, коли поле давало врожай 56 бушелів, фермер вніс фосфат і через пару днів соя пожовкла», — ділиться з досвіду Стівен Ван Літ, агроном-дослідник компанії McGregor.

Тобто, мало того, що надлишок магнію ущільнює ґрунт, плюс вода зі зрошення, ще й на додачу гліфосат вбиває біоту, в результаті чого ґрунт зсідається.  З огляду на це, фахівці рекомендують:

• Відмовитися від зрошення. 
• Відмовитися від гліфосату. 
• Збалансувати вміст кальцію і магнію в ґрунті.
• Збалансувати вміст калію, бору, фосфору, цинку, міді, кобальту і молібдену.
• Відмовитися від оранки на користь ґрунтозбережних технологій: рештки краще будуть розкладатися, якщо вони назовні, а не заорані. До того ж, через шари ущільнення волога не може піднятися нагору, а згори не проникає глибше. Відсутність ґрунтообробітку забезпечить агрегатику, за якої будуть формуватися пори і структуруватися ґрунт.
• Залучити покривні культури.

«В мене в штаті Вашингтон на сході стільки ж вологи, як і тут. Забезпечив покриття ґрунту рослинами, щоб знизити температуру. Так створюються умови для розмноження мікроорганізмів і коренева система краще проростає», — навів приклад Стівен Ван Літ.

Оцінивши три поля господарства, фахівці зробили висновок, що культура на першому полі найкраща: поєднання комплементарних сільгоспкультур, задовільна структура ґрунту (вміст кальцію 68%, магнію 15,4%) і практика strip-till, яка сприяє збереженню родючості ґрунту. За винятком зрошення, все чудово. Попрацювати доведеться на другому і третьому полях.

Щодо обробітку ґрунту, то думки фахівців дещо розходяться. Більшість фахівців схиляється до no-till із покривними культурами. Доктор Майкл Макніл каже, що перше поле залишив би на strip-till, для другого і третього запропонував би глибоке рихлення. Це для початку. А потім, збалансувавши елементи живлення, обробіток можна змінити. 

©Меланія Несмачна, SuperAgronom.com

Ми у Telegram

Тримай руку на пульсі важливих агрономічних новин та подій