Загальновідомо, що науково обгрунтоване чергування культур легше і повніше реалізується у багатопільних сівозмінах із тривалістю ротації 7–11 років. У короткоротаційних сівозмінах, коли культура займає одне-два поля, її частка у трипільній сівозміні зростає до 33,3 і 66,6% та до 25,0–50,0% — у чотирипільних. Як наслідок — різко скорочується термін повернення культур на попереднє місце вирощування, ускладнюється їхнє розміщення після кращих попередників.
Необхідність дотримання у сівозмінах науково обгрунтованого чергування сільськогосподарських культур у часі обумовлюється хімічними, фізичними і біологічними чинниками. За ринкових відносин в аграрному секторі вплив економічних факторів на сівозміну помітно зростає, і вони часто стають домінуючими порівняно з агроекологічними чинниками. До останніх належать: кон’юнктура ринку; попит і пропозиція на товарну продукцію, її конкурентоспроможність, біржова ціна; вартість витрат на виробництво продукції, що реалізується, її собівартість; величина прибутку на гектар сівозмінної площі за того чи іншого набору і чергування культур у сівозміні.
Про можливість і необхідність концентрації посівів провідних товарних культур у короткоротаційних сівозмінах ідеться в публікаціях останніх років. За такого інтенсивного виробництва продукції рослинництва основним завданням сучасних науки і виробництва є запровадження та використання заходів інтенсифікації землеробства, зокрема застосування високих норм добрив, інтенсивного обробітку грунту, побічної продукції попередників, інтенсивного хімічного захисту рослин, без яких неможливе підвищення врожайності основних сільгоспкультур.
Припинення й запобігання розвитку негативних процесів і кризових явищ у землеробстві має відбуватись шляхом науково обгрунтованого розміщення сільськогосподарських культур у сівозмінах. Завдяки цьому продуктивніше використовуються угіддя, добрива та побічна продукція попередньої культури, краще реалізується потенціал сортів і гібридів рослин, знижується рівень забур’яненості, зменшується дія шкідників та хвороб у посівах сільгоспкультур за мінімального використання хімічних препаратів.
Останніми десятиріччями в технологічних процесах вирощування сільськогосподарських культур широко застосовують збирання попередників із подрібненням і розкиданням листостеблової маси рослин. Цей спосіб комбайнування простий у застосуванні й економічно доцільний за скорочення витрат на роботи, які пов’язані із транспортуванням соломи чи листостеблової маси, складуванням і перетворенням її на органічні добрива. До того ж ці процеси відіграють велику роль у біологізації землеробства, підвищенні родючості грунту, збереженні довкілля. Але сьогодні дуже прикро спостерігати за тим, скільки елементів живлення та органічної речовини згорає на наших полях, наскільки товаровиробники стають біднішими, особливо у такий період, коли потрібно економити.
Усі розуміють, що поряд із позитивними властивостями використання пожнивних решток є і деякі особливості, пов’язані із вирощуванням наступних у сівозміні сільськогосподарських культур.
За наявності великої кількості рослинних решток (проекційне покриття поверхні грунту — понад 50%) прогрівання верхнього шару грунту у весняний період може затримуватися на 0,5…1°С, порівняно із чистими від решток полями. Від способу розподілення рослинних решток залежить і вологість грунту. Інтенсивніше випаровування вологи спостерігається на площах, де проводили загортання пожнивних решток на глибину розпушування гумусового горизонту, а за розподілення поверхнею поля за безполицевого обробітку грунту — втрати вологи значно менші. У зв’язку з цим сівбу сільськогосподарських культур краще починати на полях із мінімальною кількістю рослинних решток на поверхні грунту, а закінчувати — на тих, де їхня кількість максимальна.
Побічна продукція, подрібнена комбайнами та рівномірно розкидана полем, прискорює інфільтрацію вологи у грунті, зменшує поверхневий стік, пригальмовує швидкість вітру біля поверхні поля, знижує температуру грунту і цим зменшує втрати вологи на випаровування, бере на себе кінетичну енергію дощових краплин, запобігає запливанню грунту й утворенню поверхневої кірки, послаблює ерозію і, що не менш важливо, поглинає залишковий, не використаний для формування врожаю, азот, запобігаючи його втратам і забрудненню грунтових вод.
Систематичне використання соломи як органічного добрива пожвавлює життєдіяльність мікрофлори грунту та інтенсивність її дихання. Це, своєю чергою, сприяє поліпшенню поживного режиму грунту. Внесення соломи — матеріалу, що багатий на вуглець та бідний на азот (із широким відношенням С:N, що дорівнює 80– 100), зумовлює закріплення легкодоступного азоту в грунті, завдяки посиленню мікробіологічної діяльності, та зниження врожайності наступної культури.
Позитивним наслідком застосування технології збирання культур із подрібненням і розкиданням листостеблової маси рослин є біологізація землеробства, підвищення родючості грунту й збереження довкілля. В.Ф. Сайко повідомляє, що до складу соломи входять усі необхідні рослинам поживні речовини, які після мінералізації стають легкодоступними для рослин. Учений зазначає, що вміст поживних елементів у соломі більший, аніж у зерні. У середньому в соломі пшениці та ячменю міститься 0,5% азоту, 0,2 — фосфору, 0,9–1,0 — калію та 30–40% вуглецю, а в листостебловій масі соняшнику — 1,56% азоту, 0,76 — фосфору, 4,52% калію, а також сірка, кальцій, магній та різні мікроелементи (бор, мідь, марганець, молібден, цинк, кобальт та ін.). Отже, листостеблова маса соняшнику є значно багатшою на макро- та мікроелементи.
За даними В.С. Чумака та І.Ф. Сокрути, частка повернення поживних речовин із рослинними рештками щодо винесення їх з урожаєм становить: в озимої пшениці — N — 35%, Р2О5 — 34,6, К2О — 28,8; у кукурудзи— 33,0, 29,3, 42,2; у цукрових буряків — 20,6, 18,1, 11,8%, відповідно. Найбільшу частку повернення елементів живлення із пожнивно-кореневими рештками відмічали після збирання соняшнику та багаторічних трав.
В агрономії традиційною є думка, що інтенсивне вирощування соняшнику та розширення його посівних площ у структурі посівів виснажує грунт, знижує його родючість, призводить до погіршення структурованості грунту, а також до зменшення кількості агрономічно-цінних агрегатів. Але багато товаровиробників, керуючись своїм досвідом та спостереженнями, ставлять такі твердження під сумнів — і, на нашу думку, небезпідставно. Саме це й доводять наші розрахунки.
Також важливо не порушувати екологічну рівновагу через ризик погіршення показників родючості грунту. Тому слід акцентувати увагу на пошуку і реалізації заходів, що підвищують ефективність виробництва та сприяють економнішому і зваженішому використанню мінеральних добрив та інших засобів під час вирощування сільськогосподарських культур.
Соняшник, порівняно із зерновими культурами, менш чутливий до застосування добрив. За узагальненими даними Інституту зернового господарства, за внесення восени N30P30 урожайність насіння соняшнику підвищується на 0,33 т/га за загального її рівня 2,23 т/га. Інші вчені вказують на те, що на чорноземних грунтах здебільшого найефективнішою дозою мінерального живлення для соняшнику є N30-60Р60-90К40-60, а за даними Д.С. Васильєва — N60Р60.
Збільшувати урожайність за високих цін на міндобрива та засоби захисту рослин шляхом їхнього використання економічно невигідно. Соняшник слабо реагує на добрива, оскільки 1 кг д. р. NPK забезпечує лише 2 кг прибавки врожаю, а за значного диспаритету цін вартість використаних мінеральних добрив перевищує вартість прибавки продукції насіння соняшнику і завдає збитків товаровиробникові.
Тому, окрім застосування добрив, велику увагу потрібно приділяти впровадженню біологічної системи землеробства, а саме використанню побічної сільськогосподарської продукції та нехімічних методів захисту рослин.
Протягом 2006–2009 рр. у Кіровоградському інституті АПВ проводили дослідження, де в стаціонарному досліді відбирали зразки грунту після збирання попередника — кукурудзи на зерно, який застосовували під соняшник, та після збирання останнього.
Результати показали, що у разі вирощування соняшнику у п’ятипільній сівозміні інтенсивного типу (чорний або зайнятий пар, озима пшениця, соя, кукурудза на зерно, соняшник) із насиченням культурами по 20% за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення не спостерігалось зменшення вмісту в грунті елементів живлення після збирання соняшнику, а саме нітратного азоту та калію. Водночас дещо зменшувався вміст фосфору в орному шарі грунту після вирощування соняшнику. Застосування органо-мінеральної системи удобрення підвищувало врожайність насіння на 0,13 т/га, порівняно з варіантами із застосуванням дози добрив N40P40K40, та 0,34 т/га — до абсолютного контролю.
Тобто зростання врожайності соняшнику за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення відбувалось лише завдяки внесенню мінеральних добрив та комплексному застосуванню добрив і рослинних решток.
Враховуючи потребу у поповненні грунту елементами живлення та органічною масою, а також керуючись результатами економічного аналізу, робимо висновок, що найдоцільнішим є застосування органо-мінеральної системи удобрення. Отже, систематичне застосування побічної продукції попередника на фоні внесення мінеральних добрив у дозі N40P40K40 (органо-мінеральна система удобрення) забезпечує підвищення врожайності не лише порівняно із варіантами без використання добрив, але й порівняно із застосуванням мінеральної системи удобрення, де рослинні рештки вивозили.
Використання мікробних препаратів не впливало на рівень урожайності соняшнику як за мінеральної, так і за органо-мінеральної систем удобрення. Збільшення цього показника на фоні природної родючості грунту було близько 0,08 т/га, або 3,1%. Прибавка урожаю до абсолютного контролю за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення становила 0,20 та 0,34 т/га, або 7,4 та 12,5%, відповідно. Сумісна дія мікробних препаратів та мінеральної системи удобрення підвищувала показники врожайності на 0,23 т/га, а за взаємодії з органо-мінеральною системою — на 0,32 т/га відносно абсолютного контролю.
Якість продукції олійних культур визначають за вмістом у їхньому насінні олії. Олійність насіння соняшнику за застосування ефективних мікроорганізмів значно збільшувалась, а різниця становила 2,2% — у контрольному варіанті та 2,1–1,5% — за мінеральної та органо-мінеральної систем удобрення.
Отже, за розумного підходу до використання грунту й збереження побічної продукції сільськогосподарських культур на полях можна зупинити деградаційні процеси та зекономити на використанні коштів на добрива. Рівень збереження поживних речовин рослинних решток щодо винесення їх з урожаєм становить: у соняшнику — N — 74,5%, Р2О5 — 52,0, К2О — 94,9; ріпаку — 60,2, 35,8, 72,4; кукурудзи — 51,0, 34,0, 98,6; зернових колосових — 24,3–32,6, 17,1–17,7, 68,1–92,0; сої — 27,4, 27,8, 32,0%, відповідно. Отже, листостеблова маса соняшнику є найбагатшою на макроелементи.
