За даними Л.І. Акєнтьєвой і М.С. Чижовой [17] на чорноземі звичайному малогумусованому важкосуглинковому на лесовидному суглинку в польовій сівозміні при тривалому плоскорізному обробітку відбувається розпушення поверхневого шару ґрунту (0-10 см) і деяке закономірне ущільнення нижніх шарів (0 – 30 см). Різниця становила 0,1+ 0,05г/см³ і була математично достовірною. При полицевому обробітку вона була несуттєвою (0,05-0,06 г/см³). Показники щільності ґрунту при різних системах обробітку ґрунту коливалися в межах оптимального стану. Таким чином, ґрунтозахисні технології при нетривалому застосуванні формують у шарі 10-30 см підвищені параметри щільності, що не виходять за рамки імовірно оптимальних параметрів для більшості культур.

Однак, не ясно, зазначає В.В. Медведєв [48], як поведе себе оброблюваний шар при більш тривалій мінімалізації, наприклад, більш ніж 12 років. Виключати переущільнення, вважає він, не можна.

Водний режим ґрунту за різних систем основного обробітку та добрив вивчали і інші автори. Ґрунтова волога знаходиться в складних відносинах з твердою і газоподібною фазами ґрунтів, що часто зумовлює ступінь її доступності для сільськогосподарських рослин. Від водного режиму ґрунту залежить не тільки постачання рослин вологою, але і технологічні властивості ґрунту (здатність кришитися і розпадатися на окремості при обробітку та ін), а також фізико-хімічні та мікробіологічні процеси, що зумовлюють засвоєння поживних речовин і надходження їх разом з водою в рослину. Тому вивчення вологості ґрунту, її сезонної та багаторічної динаміки необхідно при введенні систем землеробства та індустріальних технологій вирощування сільськогосподарських культур в різних ґрунтово-кліматичних регіонах. Таким чином, створення в ґрунті водного режиму сприятливого для культурних рослин, шляхом застосування агротехнічних прийомів є однією з основних завдань землеробства.

Аналізуючи наявні в літературі дані щодо вологозабезпеченості ґрунту при різних системах обробітку ґрунту, необхідно відзначити особливу її важливість для обробітку сільськогосподарських культур. А.А. Ізмаїльський, О.Н. Соколовський, вважали, що на чорноземі необхідна глибока оранка для успішної боротьби з посухою [49, 50].

Вологість і запаси доступної вологи в ґрунті залежать не тільки від систем обробітку, але більшою мірою від висоти залишеної на поверхні поля стерні і снігозатримання [45].

У роботах деяких дослідників зазначено, що безполицевий обробіток не має переваг перед звичайною полицевою оранкою за змістом запасів води в ґрунті [51, 52]. Однак за даними И.А. Чуданова, Н.Ф. Бенедичук [43, 53]плоскорізний обробіток ґрунту забезпечує додатково накопичення продуктивної вологи до початку весни. Більше накопичення її за плоскорізного і нульового обробітку вони пояснюють тим, що збережені рослинні рештки в зимовий період сприяють кращому затриманню снігу, а у весняний ‑ за рахунок мульчування, запобігають втратам вологи на випаровування.

Поряд з цим, у сприятливі за зволоженням роки різні технології основного обробітку ґрунту (полицева, плоскорізна, комбінована, мінімальна, дискова) не зробили істотного впливу на запаси доступної води в метровому шарі ґрунту під ячменем на чорноземі типовому малогумусованому важкосуглинковому [54].

В той же час, Казаков B.C. своїми дослідженнями підкреслює, що запаси доступної води в ґрунті при різних способах обробітку під горох істотно не змінювалися. У середньому за три роки в початковий період росту і розвитку вони склали 135-137 мм, а в фазі кущіння і перед збиранням 99-109, 97-150 мм відповідно [54].

Не можна пропустити роботи М.К. Шикули та І.І. Назаренко, які відзначали, що у посушливі роки необхідно віддати перевагу ґрунтозахисній технології обробітку ґрунту в забезпеченні накопичення і збереження запасів доступної вологи [31, 32].

Розділ 2. Місце та умови регіону проведення

досліджень

2.1 Місце проведення досліджень

Дослідне поле Харківського національного аграрного університету ім. В.В.Докучаєва засновано в 1946 академіками О.Н. Соколовським та М.М.Кулєшовим. З моменту заснування дослідне поле є структурною складовою частиною науково-дослідної частини ХНАУ підпорядкованої проректору з наукової роботи.

Його територія знаходиться в східній частині Харківського району, на відстані 3 км від міста Харкова. За місцем розташування, рельєфом місцевості, ґрунтовими та кліматичними умовами територія земельних угідь дослідного поля відноситься до лівобережного Лісостепу України.

Дослідне поле ХНАУ є базою для підготовки висококваліфікованих спеціалістів для сільського господарства та для проведення науково-дослідних робіт кафедр університету.

Загальна площа дослідних полів становить 73 га. Серед дослідних стаціонарів історичну цінність складають досліди кафедр ґрунтознавства та землеробства, які закладено з моменту заснування дослідного поля. На даний час на дослідних полях ХНАУ закладено декілька стаціонарних дослідів кафедри землеробства: з вивчення продуктивності короткоротаційних сівозмін, ефективності способів основного обробітку ґрунту, способів сівби та гербіцидів при вирощуванні сої; кафедри рослинництва по вивченню різних заходів при вирощуванні різних культур та сортів в сівозміні; кафедри агрохімії по визначенню ефективності застосування та післядії внесених добрив, підживлення культур; а також кафедр ґрунтознавства, генетики селекції та насінництва та інших.

Для проведення досліджень та забезпечення всіх технологічних операцій при вирощуванні культур дослідне поле оснащено достатньою кількістю техніки, серед яких трактори Т-150, ЮМЗ-6Л, Т-16, два зернозбиральних комбайни „Сампо” і навісний молотильний агрегат, а також ґрунтообробних знарядь та зернових сівалок. Особливу цінність складає набір знарядь для основного обробітку ґрунту, серед яких безполицеві знаряддя СибІМЕ та ПРН 31000, чизельний плуг ПЧ-2,5, дискова борона ДМТ-4, плоскорізні знаряддя КПГ-250, КПЕ-3,8.

На території польового стану розміщено чотири будівлі для проведення аналізів та зберігання зразків, зерносховище, ангар для техніки та приміщення для зберігання добрив, засобів захисту рослин та допоміжного обладнання при проведенні досліджень.

Основою системи введення господарства на дослідному полі є сівозміна - основа організації і разом з тим вагома складова частина систем землеробства, оскільки всі основні заходи по відновленню і підвищенню родючості ґрунтів розробляються відповідно до встановленого чергування культур в сівозміні з урахуванням особливостей рельєфу ґрунтів і розміщення окремих полів.

2.2. Кліматичні та погодні умови

Територія дослідного поля ХНАУ ім. В.В. Докучаєва знаходиться в зоні середнього недостатнього зволоження.

Харківська область займає північно-східну частину України і розташована на території двох природних зон Лісостепової (північна і північно-західна частини області) і степової (південно-західна і південна частини області). Вони розділяються межею, яка проходить північніше Краснограду, Мелихівки, Бригадирівки, Куп’янська, Кам’янки. Клімат області в цілому помірно-континентальний з посиленням рис континентальності в південному і північно-східному напрямках. Середньорічна температура повітря коливається від 6⁰ на півночі до 7,4⁰ на півдні. Найхолоднішими місяцям є січень і лютий, найтеплішими – липень і серпень. У північно-західних районах області сума позитивних температур вище 10⁰ і становить 2600-2750⁰, а в південних і південно-східних 2800-2950⁰. Це свідчить про цілковиту забезпеченість теплом усіх вирощуваних тут сільськогосподарських культур. Безморозний період у північній частині області триває 150-160, а в південній 160-170 днів.

Температурний режим області змінюється і залежно від рельєфу. Так, у глибоких балках і річкових долинах куди стікає холодне повітря, безморозний період зменшується на 15-20 днів, а заморозки тут сильніші й триваліші.

Атмосферні опади також розподіляються нерівномірно. Більш зволоженою є західна частина з середньорічною кількістю опадів 528 мм, а сухішою – східна (476 мм). Найбільш опадів випадає у весняно-літній (травень, червень, липень, серпень) період, що збігається з максимальним ростом сільськогосподарських культур і сівбою озимини. Відносна вологість повітря, яка значною мірою впливає на ріст, розвиток, урожай рослин, також вища і більш стала у західних районах області. Середня багаторічна кількість днів з атмосферною посухою за теплий період становить у районі Харкова 14,6, у тому числі з інтенсивною посухою 17. Клімат області в цілому сприятливий для вирощування сільськогосподарських культур: він помірно теплий; південно-східна і південна частини відрізняються деякою сухістю.

Дослідження проводились протягом 2011-2013 років у стаціонарному польовому досліді кафедри землеробства на дослідному полі ХНАУ ім. В.В.Докучаєва (с.Рогань).

Середня багаторічна кількість опадів за даними Роганської метеостанції становить 509 мм.

За середнім багаторічними даними тієї ж метеостанції самим вологим місяцем є липень, а найменша кількість опадів випадає в лютому. Найвища середня багаторічна температура спостерігається в липні, а найменша – в січні.

Разом з погіршенням умов зволоження попереднього осіннього періоду, 2011 рік характеризувався одним з найбільш посушливих вегетаційних періодів за останні роки (табл. 2.1). Хоча березень виявився дощовим, коли кількість опадів перевищувала норму майже у два рази, вже у квітні опадів на території дослідного поля майже не було.

У травні випала майже традиційна норма опадів, але вже у червні їх було менше майже втричі від середніх багаторічних показників. Такі умови негативно вплинули перш за все на посіви зернових культур.

Таблиця 2.1

Кількість опадів в 2013-2014 роках за даними Роганської метеостанції

У липні 2013 року випала подвійна норма опадів, що вплинуло на добрі умови розвитку соняшника. Однак дещо погіршувались умови збирання цієї культури.

Найбільш несприятливими умовами зволоження виявились в осінній період 2013 року, коли у серпні та вересні опадів виявилось катастрофічно мало. Такі умови не дали можливості для доброї закладки досліду на 2012 рік.

На початку весняно-літнього періоду 2014 року погодні умови були вкрай посушливими. У березні опадів виявилось у двічі, а у квітні втричі менше від норми.

Для посівів соняшника, наприклад, у 2014 році сприятливими виявились умови травня, коли опадів було у півтора рази більше багаторічних показників. Навіть дуже низька кількість опадів (35%), що супроводжувалось різким підвищенням температури повітря, не погіршували розвиток розвинутих до інтенсивного росту їх рослин.

До того ж, в липні випало майже вдвічі більше опадів порівняно з багаторічними показниками. Серпнева посуха ж вже не могла негативно вплинути на завершення вегетації соняшника.

На підтвердження попереднього факту говорять дані температурного режиму зимового періоду 2013-2014 року (табл. 2.2). Якщо вегетаційний період 2012 року виявився вже традиційно дещо підвищено теплим, але сприятливим для рослин, то в 2014 році – надзвичайно спекотливим.

За вегетаційний період 2013 року спостерігалось вже традиційне потепління та спекотливі умови на початку літа. Таке підвищення температури, яке супроводжувалось жорсткою посухою негативно впливало на ріст і розвиток більшості сільськогосподарських культур.

Однак такого підвищення температури як у 2014 році протягом весняно-літнього періоду не відбувалось дуже давно.

Несприятливі умови зимового та весняно-літнього періодів 2014 року викликали значне погіршення умов розвитку більшості культур. У випадку ж з озимими культурами такі умови стали визначальними. Саме через такі умови, що склалися у ці періоди рослини пшениці озимої вийшли з зими дуже послабленими та зрідженими. Жорстка посуха ж завершила негативний вплив, що спричинило втрату урожаю зерна пшениці ще задовго до традиційного завершення вегетації.

Таблиця 2.2

Середньодобова температура повітря за

2013-2014 роки за даними Роганської метеостанції

Жорстка посуха, що позначилась у 2014 році, завдяки періодично достатнім опадам, не мала визначального впливу на ріст і розвиток соняшника. В таких умовах, соняшник чи не єдина польова культура, яка витримала негативні погодні зміни.

Окрім рослин, від нетрадиційних погодних умов залежали і зміни показників родючості ґрунту. В першу чергу це стосувалось будови ґрунту та активності мікроорганізмів. Посушливі умови впливали на різке підвищення щільності ґрунту та зниження біологічної активності бактерій.

2.3. Грунтові умови

Харківська область розташована на півночі України, у межах вододілу, що розділяє басейни Дону і Дніпра.

У рельєфі Харківщини виражена хвиляста балкова рівнина, розчленована річковими долинами, балками і склоновими ярами домінуючим ухилом поверхні на південь. Коливання абсолютних висот складають від 258 м до 60 м, а відносних - 100-150 м. Область в основному розташована в межах Дніпровсько-Донецької западини.

На Харківщині є безліч річкових долин. Істотне значення в будові поверхні мають річкові долини і їх тераси. На даній території ярово-балкова смуга розвинута нерівномірно. Розвиток ярів і зсувів сприяє формуванню пагористого рельєфу.

Територія навчгоспу "Докучаєве" розташована на дволесовій терасі ріки Уди. Розвиток ерозійних процесів визначив загальний характер будови поверхні. Рельєф досить високої тераси тут має водно-ерозійний характер, що не зважаючи на терасове положення став тут домінуючим.