В умовах значних трансформацій в аграрній сфері забезпечення необхідного рівня конкурентоспроможності потребує ефективного використання наявних ресурсів та нових організаційних рішень.

Основним показником родючості ґрунту в першу чергу є вміст гумусу. Особливо багато гумусу сьогодні втрачається в парових полях без внесення органічних добрив. В середньому ці втрати досягають 1,5-2,0 т/га щорічно. Тільки для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу необхідно щорічно вносити 7 т/га органіки. В той же час в Україні внесення органіки скоротилось в 13 разів, і ця динаміка, на жаль, зберігається і надалі.

Природна мікрофлора ґрунту чорноземної зони України здатна мінералізувати до 40 кг/га азоту, витрачаючи при цьому на кожний кілограм азоту 100 кг органічних речовин ґрунту. В разі парування поля без внесення органічних добрив мікрофлора на свою життєдіяльність витрачає органічні речовини гумусу. Тобто пар без органіки – це ціла проблема, що потребує вирішення. При цьому додаткову проблему може становити переорієнтація частки гною на забезпечення виробництва біогазу.

Досить ефективним і дієвим (за відсутності гною) є використання зеленої маси парозаймаючих культур на сидерат. В зоні недостатнього зволоження такий підхід вперше вивчався в Інституті рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН. Результати показують, що на першому етапі освоєння сидеральної системи удобрення їх доцільно висівати в полях, які займаються чистими парами. Систематичне заорювання в ґрунт зеленої маси 15–20 т/га сидератів забезпечує ефект рівноцінний внесенню 20 т/га гною.

В світовій практиці широко використовують на сидеральні добрива турнепс, кормову капусту, люпин, фацелію, редьку олійну і гірчицю (Німеччина), багаторічні трави (конюшина, люцерна), зернобобові (вика, горох, кормові боби), хрестоцвіті (ріпак, редька олійна, гірчиця, суріпка), злакові (жито, тритікале, райграс) широким попитом користуються різноманітні суміші озимої вики і жита, ярої вики і вівса, гороху і вівса, пелюшки і кормових бобів, ярої вики, пелюшки і ріпаку (Європейські країни).

Ґрунтово-кліматичні умови України дозволяють висівати на зелене добриво велику кількість культур. В зонах достатнього зволоження слід висівати люпин, конюшину, вико-житню суміш, райграс, капустяні культури; в більш посушливих зонах – вико-житню, вико-вівсяну та горохо-вівсяну суміші, горох, буркун, еспарцет.

При виборі сидеральної культури насамперед враховується ціна насіння. Враховуючи те, що для отримання максимуму зеленої маси хрестоцвітих потрібно обов’язково вносити мінеральні добрива в дозах 60–90 кг/га д. р., більш доцільно висівати бобові сидерати, які можуть мобілізувати до 100–400 кг біологічного азоту, якого вистачає не тільки для першої, а й для наступних культур. Однією з перспективних сидеральних культур є вика (22,5 т/га викової зеленої маси прирівнюються внесенню 37 т/га гною).

По накопиченню азоту в ґрунті до вики наближаються сочевиця і гірчиця. Серед небобових культур по здатності мобілізувати мінеральний азот виділяється ярий ріпак. Розрахункові дані показують, що заорювання 15 т зеленої маси забезпечує ґрунт 50–60 кг азоту на гектар. Розкладання ж 4,5 т/га соломи озимої пшениці призводить до іммобілізації майже 55 кг/га мінерального азоту.

В залежності від грунтово-кліматичних умов сидеральні культури можуть висіватися під покрив, поукісно, пожнивно та самостійно – як сидеральні пари.

В першу чергу під покривно на сидерати висіваються еспарцет, люцерна, конюшина. Сидерати в поукісних посівах розміщують після збирання основних культур. Критерієм оцінки можливості використання на сидерат в поукісних посівах є температура, при якій припиняється вегетація. Найбільш придатними для таких посівів є горох, вика, гірчиця біла, райграс, фацелія, ріпак та суріпка.

В пожнивних посівах головною умова успіху вирощування сидератів є посів одразу ж після збирання основної культури. До зниження температури до 5 градусів, як правило, накопичується достатня кількість зеленої маси (100–200 ц/га), яка може бути заорана. У цих випадках ґрунт не обробляють, а застосовують прямий посів стерновими сівалками.

Культури, які використовуються на зелене добриво, по-різному впливають на накопичення гумусу в ґрунті. Особливе значення має, в якій фазі росту і розвитку рослини заорюються. Заорювання сидеральних культур в фазах «до цвітіння» бобових чи «колосіння злакових» активізує мікробіологічний процес в ґрунті, підвищуючи врожай наступної культури, але не впливає ні на кількісні, ні на якісні показники гумусу. Пояснюється це тим, що така ніжна зелена маса сидерата бідна на лігнін, який швидко мінералізується і в гумусні сполуки не закріплюється.

Встановлено, що ризосфери сидеральних культур багаті на мікрофлору. Вага сухої речовини мікроорганізмів, які відмирають впродовж року, може досягати 6 т/га. В сухій речовині цих мікроорганізмів, міститься майже 12% азоту, 3% фосфору та 2,2% калію.

Дослідженнями Інституту рослинництва ім. В. Я. Юр’єва НААН, встановлено, що застосування сидеральних парів ефективно покращує родючість ґрунту. Так, на контролі (горох на зерно) вміст рухомих сполук фосфору, калію та азоту у ґрунті відповідно склав – 90, 112 і 159 мг/кг, у варіанті горохо-овес на сидерат – 96, 118, 159 мг/кг, на ділянці, де висівали горохо-овес на зелену масу – 109, 141, 164 мг/кг.

В результаті мінералізації зеленої маси сидератів умови живлення рослин озимої пшениці перед припиненням осінньої вегетації суттєво покращуються. Так, вирощування горохо-вівса та вики на сидерат сприяє покращенню азотного живлення на 8,8%, а суміші вики з гірчицею на 30,7%.

Вирощування сидератів поліпшує калійний режим на 5,8% по горохо-вівсу та на 7,4% по гірчиці і суміші гірчиці з викою. У фазу весняного кущіння озимої пшениці ефект від сидерації є більш помітним. Заорані попередньо сидерати за зимовий період в повній мірі мінералізуються в доступні для рослин форми.

В меншій мірі сидерати покращують фосфорне живлення рослин – до 6,3% при використанні сидеральної маси гороху, в порівнянні з зайнятим паром. Вирощування інших культур на сидерат майже не змінює фосфорний режим ґрунту.

За рахунок використання сидеральних парів збільшення в ґрунті основних елементів мінерального живлення становило: на 12,8 кг/га азоту, 34,0 кг/га калію та 29,8 кг/га фосфору по вико-вівсу на сидерат, на 34,1 кг/га азоту, 15,5 кг/га калію та 47,6 кг/га калію по гороху на сидерат, порівняно з чорним паром без внесення органічних добрив. По чорному пару із внесенням органічних добрив данні прибавки становлять: 17,4; 49,5 та 66,6 кг/га.

Основними попередниками, які сприяють підвищенню врожаю озимої пшениці на фонах із застосуванням мінеральних добрив є: вико-овес, ріпак, вика й жито на сидерат. Прибавку від попередників-сидератів (горох та вика й жито) було отримано на фоні з підживленням азотними добривами (0,46 та 0,56 т/га).

Сидерати – попередники озимої пшениці створюють умови для збільшення її врожайності за умови внесення мінеральних добрив в основне внесення (N60P60K60). На більш інтенсивному фоні не завжди є можливість одержання прибавки врожаю зерна через часткове вилягання озимої пшениці. Для вирощування озимої пшениці по сидератах-попередниках слід обирати більш адаптивні сорти, типу Харус, який пристосований до умов зони нестійкого зволоження і формує більший врожай зерна.

Якісні показники зерна озимої пшениці, а також її урожайність в першу чергу залежать від типу попередника. За результатами досліджень ІР ім. В. Я. Юр’єва НААН, найкращим сидеральним попередником, який забезпечив найбільший вміст білку та клейковини в зерні озимої пшениці, по сорту Харус виявився горох на сидерат – 12,82% та 30,3% відповідно. Але найбільший об’єм хлібу та загальний бал хлібопекарської оцінки виявився по вико-вівсу на сидерат – 547 мл та 6,6 балів. По гороху на сидерат ці показники становили 543 мл та 6,1 бала. Показово, що при масовому зниженні якості зерна в умовах 2008 року в господарствах Харківської області озиму пшеницю ІІІ класу було отримано по чорному пару та гороху і ріпаку на сидерат в паровому полі з вмістом білка 11,1; 12,2 і 11,5% та сирої клейковини 25; 26 і 29% відповідно.

Вирощування озимої пшениці за попередниками-сидератами реально дає змогу одержання зерна з підвищеною якістю.

На сьогодні застосування сидератів є ефективним та дієвим заходом, насамперед з економічної точки зору та в жорстких умовах економічної кризи.

Витрати на купівлю, доставку та внесення мінеральних добрив в перерахунку на 1 тонну діючої речовини є в 2,2 рази вищими, ніж в такому ж перерахунку на заготівлю та внесення гною. З іншого боку, по ступеню дії на врожайність культур сидерати наближаються до підстилкового гною в дозі 20–30 т/га при витратах на їх виробництво та застосування в 2–4 рази нижче. З кожної тонни зеленої маси утворюється 30 кг гумусу, тобто майже 600–800 кг на гектар. Додатково за рахунок органічних залишків в ґрунті утворюється ще 450 кг гумусу. Всього за рахунок сидератів накопичується гумусу в об’ємах 1050–1350 кг на гектар.

Заправлений гноєм чорний пар поступається за окупністю витрат та рівнем рентабельності сидеральним парам – 161,1–164,7%. Найбільшу рентабельність серед сидеральних попередників забезпечили вико-овес і вика+жито, на рівні 211,0–235,7%. Найбільшу рентабельність серед всіх попередників отримано по чорному пару без внесення добрив – 307,9–347,0%.

При цьому слід зазначити, що використання сидератів має також цілий ряд упереджувальних та стабілізуючих властивостей:

• упередження ерозії і деградації ґрунту;
• сидерати є регуляторами грунтово-мікробіологічних процесів, стимулюючих розмноження ґрунтових мікроорганізмів;
• за рахунок внесення сидератів поліпшуються структурні показники та водний режим ґрунту;
• по відмерлих кореневих ходах йде більш інтенсивна фільтрація води в підорному шарі;
• використання сидеральних парів в умовах епіфітотії вірусних хвороб істотно знижує ураження рослин хворобами;
• різко зменшується забур’яненість поля, за рахунок того, що вони ще до цвітіння дискуються разом з сидеральною культурою та заорюються;
• використання чорних парів без внесення гною супроводжується втратами майже 40 кг/га азоту за рахунок мінералізації гумусу, що в кінцевому результаті призводить до деградації ґрунту;
• внесені в ґрунт поживні речовини сидеральних культур збільшують урожайність не тільки першої, а й послідуючих культур сівозміни.

Розроблені підходи є органічною складовою забезпечення ефективного використання потенціалу інноваційного розвитку галузі рослинництва.