Вплив Strip-Till та сорту на врожайність цукрових буряків у порівнянні зі звичайним обробітком ґрунту (частина 1)

 

В ЄС виробництво цукрових буряків зосереджено в тих регіонах, які мають найбільш сприятливі ґрунтово-кліматичні умови. Економічне значення вирощування цукрових буряків значною мірою залежить від виробництва цукру для внутрішнього та експортного ринків.

У Польщі зміни у виробництві цукрових буряків були викликані реформами на ринку цукру в 2006-2010 рр., і вони відрізняються за регіонами. Закінчення терміну дії квот на цукрові буряки в ЄС призвело до збільшення посівних площ у кількох країнах-членах ЄС, включаючи Польщу. Сьогодні Польща, Франція, Німеччина та Нідерланди є чотирма провідними виробниками цукру в ЄС. У 2010-2015 роках у Польщі посівні площі цукрових буряків збільшилися на 39,5%, а частка вирощування буряків у структурі посівів зросла з 1,6 до 2,3% і склала 250 тис. га. У Польщі середня врожайність коренеплодів коливається в районі 60 т/га, тоді як технологічний вихід цукру знаходиться на рівні 7,9 т/га. Дані, опубліковані Європейською комісією станом на 2021 рік, показують значну мінливість як виходу цукру, так і інтенсивності вирощування в окремих країнах-членах блоку.

За матеріалами статті на тему «Вплив Strip-Till та сорту на врожайність та якість цукрових буряків у порівнянні зі звичайним обробітком ґрунту» («Effect of Strip-Till and Variety on Yield and Quality of Sugar Beet against Conventional Tillage»), журналу «Agriculture», лютий 2022 р.

На врожайність і якість цукрових буряків впливає багато екологічних та агрономічних факторів. Таким чином, щоб отримати максимальну вигоду від вирощування цукрових буряків необхідно обирати найбільш відповідні сорти, терміни та способи посіву. Інноваційні рішення в галузі технології вирощування цукрових буряків (Beta vulgaris) мають на меті мінімізувати обробіток ґрунту та рівень внесення мінеральних добрив. Замість оранки в спрощеній системі обробітку ґрунту застосовується мульчування та поєднання різних способів обробки без інверсії ґрунту. У Польщі у виробництві цукрових буряків все ще переважає звичайний обробіток ґрунту, заснований на оранці. Однак, система звичайного обробітку ґрунту дуже енергоємна і вимагає багато сільськогосподарських практик, обов’язкових для підготовки оптимальних ділянок, призначених для вирощування цукрових буряків. Зрештою, ці методи можуть призвести до посиленого ущільнення нижніх шарів ґрунту.

Отже, головною метою стає застосування спрощених систем, які поєднують збереження продуктивності ділянки та контроль вітрової ерозії ґрунтів, забезпечуючи при цьому альтернативу традиційним системам обробітку ґрунту. Інтерес до спрощеної системи обробітку ґрунту, яка протягом багатьох років була широко поширена в Південній та Північній Америці, особливо в США та Канаді, значно зріс у багатьох країнах Західної Європи та Азії, а також у Польщі. Це також стосується технології strip-till. Добре відомо, що системи обробітку ґрунту, які відрізняються за глибиною та інтенсивністю обробки, змінюють хімічні та фізичні властивості ґрунту, впливаючи на ріст рослин. Для виробництва цукрових буряків переваги смугового обробітку ґрунту strip-till включають зниження ерозії ґрунту, покращене утримання вологи, в порівнянні зі звичайним обробітком, краще посівне ложе для насіння, оптимальне внесення добрив, збільшення секвестрації вуглецю та скорочення споживання палива. Там, де умови вологості ґрунту задовільні, смуговий обробіток може бути хорошою альтернативою іншим неінверсійним системам обробітку ґрунту.

Сучасна техніка дозволяє проводити смуговий обробіток ґрунту за один прохід, одночасно вносити добрива та сіяти насіння. При смуговому обробітку для посіву насіння готують смуги глибоко розпушеного ґрунту шириною від кількох сантиметрів до кількох десятків сантиметрів. Ці смуги відокремлюються смугами обробленого ґрунту. Смуга розпушеного ґрунту вузька, а ширина не розпушеного міжряддя більша, ніж при традиційній сівбі. Співвідношення обробленої та необробленої площі становить приблизно 1:2 або навіть більше.

Отже, технологія strip-till поєднує переваги традиційного вирощування цукрових буряків та технології no-till. У США смуговий обробіток ґрунту створює вузькі оброблені смуги, які зазвичай мають ширину 100-300 мм і знаходяться на 80-200 мм вище необробленого ґрунту. Протягом останніх років ґрунтообробні машини були значною мірою вдосконалені, що забезпечило більшу паливну ефективність та кращу робочу швидкість, на відміну від їх попередників.

Strip-till може значно зменшити споживання палива, викиди CO2, час, необхідний для підготовки поля, і загальну собівартість виробництва, в порівнянні з системами звичайного обробітку ґрунту. Крім того, strip-till має дуже сприятливий вплив на властивості ґрунту та навколишнє середовище. У порівнянні зі звичайним плужним обробітком, вміст органічного вуглецю та його фракції, вологість ґрунту, особливо в періоди дефіциту опадів, кількість мікроорганізмів, дощових черв’яків, окремих груп хижих членистоногих, а також ферментативна активність вищі. У 2014 році було виявлено, що ефект нульового обробітку ґрунту та смугової обробки був найбільш сприятливим для стабільності мікро- та макроагрегатів. Також було зафіксовано значну позитивну кореляцію між вмістом органічного вуглецю в ґрунті та водостійкістю мікро- та макроагрегатів.

Поширення технології strip-till узгоджується з проблемами кліматичної політики, оскільки зменшення кількості обробок ґрунту зменшує викиди парникових газів. Strip-till у рослинництві є вигідним рішенням як з економічної, так і з екологічної точки зору. Результати досліджень 2018 року показують, що польське сільське господарство має можливість скоротити викиди парникових газів приблизно на 30% завдяки відповідним змінам у сільськогосподарській практиці до 2030 року. Беручи до уваги зобов’язання відповідати європейським вимогам щодо скорочення викидів парникових газів впровадження технології strip-till у вирощуванні цукрових буряків є цілком виправданим.

Результати польового експерименту 2016-2018 рр.
Урожайність буряків та технологічний вихід цукру

Спосіб обробітку ґрунту має значний вплив на врожайність буряків (Рис. 1) та технологічний вихід цукру (Рис. 2). Значне збільшення врожайності буряків, а також технологічного виходу цукру було виявлено під час застосування технології strip-till щодо звичайної обробки ґрунту, що становить 6,6% та 8,2% відповідно. Також було виявлено, що сорт має дуже значний вплив на мінливість урожайності буряків, вміст цукру в коренях, а також на технологічний вихід цукру.

Рис. 1. Вплив системи обробітку ґрунту та сорту на урожайність цукрових буряків у польовому експерименті 2016-2018 рр. Середні значення, за якими слідує однакова літера, суттєво не відрізняються відповідно до критерію Тьюкі при p = 0,05; літери у верхній частині діаграми означають середні значення для сорту та системи обробки ґрунту; літери в нижній частині діаграми означають єдиний контраст системи обробітку ґрунту в межах одного сорту.

Рис. 2. Вплив системи обробітку ґрунту та сорту буряків на технологічний вихід цукру у польовому експерименті 2016-2018 рр. Середні значення, за якими слідує однакова літера, суттєво не відрізняються відповідно до критерію Тьюкі при p = 0,05; літери у верхній частині діаграми означають середні значення для сорту та системи обробки ґрунту; літери в нижній частині діаграми означають єдиний контраст системи обробітку ґрунту в межах одного сорту.

Жодна із взаємодій (система обробітку ґрунту × сорт (A × B); рік × система обробітку ґрунту × сорт (R × A × B)) не мали значного впливу на врожайність буряків, вміст цукру або технологічний вихід цукру. Однак взаємодія рік × сорт (R × B) продемонструвала суттєвий вплив на вміст цукру. Це свідчить про те, що зміни вмісту цукру були неоднозначними і змінювалися між роками дослідження.

З-поміж розглянутих ознак взаємодія рік × система обробітку ґрунту (R × A) мала помітний вплив лише на врожайність цукрових буряків. У 2016 році врожайність буряків була подібною для обох способів обробітку ґрунту, тоді як у 2017 та 2018 роках значення були вищими в системі strip-till з відмінностями в межах 1,5%, 7,3% та 11,6% відповідно.

З огляду на середні значення врожайності, отримані за три роки дослідження, найвищу врожайність продемонстрував сорт Armesa (76,39 т/га), а найнижчу – Alegra (68,82 т/га) з різницею 11,0%. Враховуючи такі фактори, як сорт і систему обробітку ґрунту, в системі strip-till спостерігалася вища урожайність буряків, незалежно від їх сорту. Незалежно від системи обробітку ґрунту врожайність цукрових буряків мала тенденцію до зниження: Armesa > Contenta > Julius > Alegra.

Відносно системи звичайного обробітку ґрунту, отримано статистично значущі відмінності щодо підвищення врожайності: для сорту Alegra, Armesa та Contenta, що становить відповідно 6,7%, 6,3% та 8,5%. Суттєвої різниці в урожайності сорту Julius не спостерігалося, проте за системою strip-till відмічена тенденція до збільшення урожайності (4,7%).

Найбільший технологічний вихід цукру мав сорт Contenta (10,58 т/га), а найнижчий — сорт Alegra (9,87 т/га). Два останні сорти відрізнялися на 7,2%. Незалежно від року дослідження та сорту, за системою strip-till було отримано значно вищий технологічний вихід цукру (Alegra, Armesa, Contenta і Julius). За виходом цукру різниця між сортами становила 9,4%, 7,8%, 11,0% та 4,7% відповідно.

Спосіб обробітку ґрунту та сорт не мали значного впливу на густоту рослин як у фазі BBCH 12, так і BBCH 49. Середня густота рослин у фазі BBCH 12 була на рівні 99,34 тис. рослин на гектар. Кількість рослин за вегетаційний період дещо скоротилася, в середньому на 4,7% (Таблиця 1).

Таблиця 1. Вплив системи обробітку ґрунту та сорту буряків на густоту рослин на 10 м2

ns—F статистика незначуща.

Якісна оцінка цукрових буряків
Вміст цукру

Технічна якість цукрових буряків визначається вмістом цукру та деяких сполук, які перешкоджають вилученню білого цукру в процесі виробництва. Вищезазначені сполуки, як правило, визначаються як мелясогенні речовини і включають альфа-аміноазот, натрій і калій. З технологічної точки зору, чим вищий вміст цукру і менше домішок, тим краща якість буряків.

Помітних відмінностей між системами stip-till і звичайним обробітком ґрунту щодо вмісту цукру не спостерігалося, проте тенденція до його збільшення була значною мірою відзначена в системі strip-till, що становило в середньому 0,21% (Рис. 3).

Найбільший вміст цукру відзначено в сорту Julius (16,66%), найменший — в сорту Armesa (15,38%). Вищезазначені сорти відрізнялися за цим показником на 1,29%. Залежно від досліджуваних сортів, система strip-till мала позитивний вплив або взагалі не впливала на вміст цукру. Значно вищий вміст цукру було виявлено для сортів Alegra і Contenta. Збільшення відносно системи звичайного обробітку ґрунту становило 0,37% та 0,33% відповідно.

Рис. 3. Вплив системи обробітку ґрунту та сорту на вміст цукру в буряках у польовому експерименті 2016-2018 рр. Середні значення, за якими слідує та однакова літера, суттєво не відрізняються відповідно до критерію Тьюкі при p = 0,05; літери у верхній частині діаграми означають середні значення для сорту, літери в нижній частині діаграми означають єдиний контраст систем вирощування одного сорту.


713