Агроіндустрія майбутнього: екологічні та ефективні методи вирощування озимого ріпаку

Вступ

Ріпак – третя найбільш важлива олійна культура в світі після пальми і сої, з яких виробляється рослинна олія. За останні 20 років ріпак випередив такі культури, як: арахіс, хлопок і навіть соняшник. Ріпак є цінним попередником насамперед для зернових культур. На відміну від  соняшнику, він мало висушує ґрунт, покращує його агрофізичні властивості та фітосанітарний стан, рано звільняє поле. 

В Україні стрімко розвивається новий напрям використання ріпакової олії в якості  альтернативного джерела – паливної енергії для двигунів внутрішнього згоряння. Біопаливо з  ріпаку є конкурентоспроможним, надійним в роботі і одночасно позитивно впливає на  охорону навколишнього середовища. Незважаючи на кризу світової економіки ріпак в українському господарстві не здає  своїх позицій, залишаючись однією з найрентабельніших культур. Відтак цікавість до  технологічних аспектів вирощування ріпаку не зменшується.

Наша команда “Ерідон” підготувала для найініціативніших та найграмотніших аграріїв країни повноцінний гайдлайн (посібник) із добіркою врожайних методів вирощування озимого ріпаку.

Пропонуємо ознайомитися з наступним планом статті:

1. Підготовка та обробіток ґрунту
   • Оранка
2. Дискування
4. Лущення
5. Внесення Добрив
6. Мінеральне живлення
   •  Мінеральні добрива
   •  Мікродобрива для ріпаку
   •  Бор та сірка для ріпаку
7. Органічні Добрива
8. Посів та Догляд Ріпаку
   •  Підготовка до посіву
   •  Строки посіву
   •  Спосіб посіву
   •  Норма висіву
   •  Догляд за посівами
   •  Склеювання стручків ріпаку
9. Вибір Гібриду/Cорту Ріпак
   •  Використання потенціалу сортів і гібридів
   •  Вибір сорту / гібриду
   •  Посів
   •  Сівба
   •  Обробка насіння (на ріпакових насіннєвих заводах)
10. Світовий ринок ріпаку
    •  Виробники ріпаку в Україні
11. Збір
    •  Збирання
    •  Післязбиральна доробка
    •  Сушіння
    •  Очистка
    •  Сортування
    •  Зберігання за певної вологості насіння
    •  Час збирання
    •  Механізований Збір (Спеціальні жатки для збирання ріпаку)
    •  Умови Зберігання

Підготовка та обробіток ґрунту

Підготовка ґрунту має критичне значення для забезпечення сталості агроекосистеми та оптимізації врожайності. Систематичний підхід до обробітку ґрунту заснований на точних агрономічних даних і передових практиках, які спрямовані на зменшення ерозії, збереження біорізноманіття і підвищення продуктивності рослин.

Оранка

Оптимальна глибина оранки для ґрунту під озимий ріпак становить приблизно 25-30 см. Це забезпечує достатнє аерування ґрунту і сприяє руйнуванню ґрунтової плити, що існує на менших глибинах. Відповідно до досліджень з теми: "Ріпак технології вирощування", така глибина дозволяє збільшити вологість ґрунту на 20% і покращує умови для кореневої системи рослин.

Глибоке рихлення

Рихлення до 40-50 см є критичним аспектом для руйнування підошовної плити. Цей процес підвищує проникність ґрунту і дає корінню доступ до глибших шарів ґрунту, що є каналами живлення культур щодо засвоєння води та поживних речовин. Рихлення знижує щільність ґрунту на 15-25%, залежно від його типу, що підтверджено метеорологічними даними. Дослідження, проведені в університеті Фессалії в Греції, демонструють, що глибоке рихлення значно знижує щільність ґрунту і покращує його аерацію та здатність до водоутримання. Це сприяє кращому розвитку кореневої системи ріпаку та збільшенню врожайності.

Закриття вологи

Дані статей "Дослідження фізіологічних і біохімічних процесів у ріпаку з екзогенним застосуванням добрив та регуляторів росту рослин в умовах посухи" та "Калійне добриво покращує ріст, урожайність та якість насіння соняшника (Helianthus annuus L.) в умовах посухи на різних стадіях росту" демонструють, що адекватне вологозабезпечення під час критичних фаз росту ріпаку може підвищити врожайність на 10-15%. дослідження вказують на зниження врожайності на 28% за умов низького рівня випаровування і покращення врожайності на 17-23% при достатньому зрошенні та застосуванні добрив. Безперечно, маємо підкреслити важливість правильної іригації та управління водними ресурсами для забезпечення стабільної врожайності озимого ріпаку, особливо в умовах зміни клімату та високого попиту в сталих методах ведення сільського господарства.

Боронування і коткування

Боронування сприяє розпушуванню і подрібненню грудок землі, що покращує мікрофлору ґрунту та зменшує засміченість поля бур'янами на 30%(Frontiers in Plant Science, 2021). Згідно аналізу, "Спільне застосування консерваційного обробітку ґрунту та гербіцидів знижує засміченість бур'янами та нематодами і підвищує продуктивність прямого посіву рису в північно-західних індо-гангських рівнинах", проведеного на північних рівнинах Індії, застосування консерваційних методів обробітку ґрунту, у тому числі боронування, значно знижує кількість бур'янів на полі. Було виявлено, що такі методи можуть зменшити популяцію бур'янів на 30%. 

Коткування за допомогою обладнання з навантаженням 1200 кг/м^2 забезпечує надійний контакт насіння з ґрунтом, що сприяє рівномірній схожості і зменшує ризик втрат вологи.

Шлейфування

Використання шлейфів для додаткового ущільнення ґрунту має кілька переваг:

• Підвищення однорідності ґрунту.
• Підготовка оптимальної поверхні для посіву. 

За даними досліджень, застосування шлейфів сприяє зниженню засміченості поля бур'янами приблизно на 30%. Це досягається завдяки покращенню структури ґрунту, що забезпечує більш ефективний ріст культур і зменшення конкуренції з боку рослин-шкідників (флористичних паразитів). Наші експерти радять ознайомитися із науковими працями на платформі Amtec Group з метою пізнання таких переваг на більш низькому біологічному рівні.

Дискування

Процес дискування включає в себе подрібнення ґрунтових грудок і залишків попередніх культур за допомогою дискових агрегатів. Ефективний агротехнічний прийом значно покращує структуру ґрунту, що в свою чергу корелюється з якісними показниками врожайності:

1. Покращення структури ґрунту.

• Дискування допомагає розбивати грудки ґрунту та змішувати залишки попередніх культур, що покращує однорідність і аерацію ґрунту. Це забезпечує кращі умови для росту кореневої системи рослин і збільшує водопроникність, що є критичним для посівів озимого ріпаку.

2. Підвищення врожайності. 

• Дослідження показали, що використання дискових агрегатів може підвищити врожайність на 10-15%. У довгострокових експериментах, проведених у різних кліматичних умовах, було виявлено, що застосування дискування у поєднанні з іншими методами обробітку ґрунту значно покращує фізичні та хімічні властивості ґрунту, що позитивно впливає на урожайність різних культур, включаючи ріпак (Frontiers, PLOS ONE, MDPI).

3. Зменшення засміченості бур'янами. 

• Дискування ефективно знищує проростки бур'янів, що зменшує їх кількість на полі. Це сприяє покращенню умов для культурних рослин, зменшуючи конкуренцію за ресурси.

Науково-аграрний моніторинг, проведений в різних регіонах, таких як Угорщина та Китай, підтверджує, що дискування є важливим інструментом для технології вирощування озимого ріпаку. Наприклад, в Угорщині довгострокові експерименти показали, що консерваційний обробіток ґрунту, включаючи дискування, покращує утримання вологи в ґрунті та сприяє збереженню органічної речовини для забезпечення сталого розвитку сільського господарства та підвищення продуктивності​​. Більш детально ці процеси розкриті у статтях "Консерваційний обробіток ґрунту покращує якість ґрунту та врожайність в Угорщині" та "Ротаційний обробіток ґрунту у поєднанні з оранкою покращує властивості ґрунту та врожайність у системі вирощування пшениці та кукурудзи".

Лущення

Розглянемо ключові аспекти методології лущення - подрібнення та перемішування верхнього шару  ґрунту разом із рослинними залишками:

1. Знищення бур'янів, а саме їхніх проростків , які знаходяться на поверхні ґрунту, що зменшує їх подальший розвиток. 

• Це дозволяє знизити використання гербіцидів. За даними досліджень, лущення може зменшити засміченість бур'янами на 20-30% (Frontiers in Plant Science).

2. Поліпшення структури ґрунту.

• Лущення подрібнює великі грудки ґрунту, покращуючи його аерацію і водопроникність. Це сприяє кращому розвитку кореневої системи культур ( підвищення характеристики водопроникності ґрунту на 15-20% (PLOS ONE).

3. Збереження вологи, що досягається завдяки створенню мульчуючого шару з рослинних залишків на поверхні ґрунту.
4. Поліпшення умов для наступних операцій, таких як: основна оранка чи посів. Розпушений і вирівняний верхній шар ґрунту дозволяє проводити ці етапи більш ефективно.

Крім того, лущення є тим етапом, за якого збільшуються показники родючості ґрунту та метрики вмісту органічної сировини за рахунок рослинних залишків.

Внесення Добрив

До широкого поняття внесення добрив входить визначення класифікації об'єкту цього процесу, тобто способи забезпечення рослини необхідними поживними речовинами, що сприяють їхньому росту, розвитку та підвищенню врожайності, наступні:

• Мінеральні добрива (Азот, Фосфор, Калій).
• Мінеральне живлення.
• Мікродобрива (Бор та Сірка).
• Органічні добрива.

Мінеральне живлення

Мінеральні добрива

1. Азот (N) є важливим елементом для росту рослин, оскільки він входить до складу білків, нуклеїнових кислот та хлорофілу. Рекомендована норма азоту для озимого ріпаку становить близько 120-150 кг/га. Дослідження показують, що внесення азотних добрив у цій нормі може підвищити врожайність на 20-30% (Agronomy, 2021).
2. Фосфор (P) відповідає за енергетичні процеси у рослинах, зокрема грає ключову роль для фотосинтезу та синтезу нуклеїнових кислот. Рекомендована норма фосфору становить 60-80 кг/га. Фосфорні добрива сприяють зміцненню кореневої системи та покращують загальний стан рослин.
3. Калій (K) необхідний для синтезу білків та вуглеводів, а також для регулювання водного балансу рослин. Рекомендована норма калію становить 80-100 кг/га. Дослідження показали, що внесення калійних добрив покращує якість насіння та підвищує стійкість рослин до стресових умов (PLOS ONE, 2021).

Озимий ріпак для формування 4 тонн насіння споживає з ґрунту приблизно 240 кг/га азоту, 96 кг/га фосфору та 188 кг/га калію. Оптимальне співвідношення мінеральних добрив для озимого ріпаку становить у середньому N60-150, P60-80, K80-120. Однак, через високу вартість фосфорно-калійних добрив і несприятливі погодні умови останніх років, співвідношення NPK змінилося:

• Для Степу: N60-90, P10-20, K0
• Для Лісостепу: N90-120, P20-30, K20-30
• Для Полісся: N120-150, P30-40, K30-40

Такі дози фосфорно-калійних добрив не повністю компенсують винесення фосфору та калію з урожаєм. Найбільше споживання елементів живлення і води відбувається в період активного росту (стадії стеблування і бутонізації) та під час цвітіння і формування насіння ріпака.

Мікродобрива для ріпаку

Бор (B) та сірка (S) - основні мікроелементи живлення ріпаку. Бор відповідає за синтез клітинних стінок та розвиток генеративних органів. Сірка - складова амінокислот і ферментів. Дефіцит вище наведених елементів призводить до зниження врожайності. Рекомендована норма бору становить 1-2 кг/га, а сірки — 20-30 кг/га. 

Для забезпечення потреби озимого ріпаку в борі підживлення проводиться на стадії 3-5 — 4-6 листків (ВВСН 13-15 — 14-16) одночасно з обробкою регулятором росту. Зазвичай для цього використовують розчини, що містять від 30-50 до 150 г/л бору. Це підживлення сприяє підвищенню морозостійкості рослин та їх швидкому відновленню навесні.

Якщо навесні також виникає потреба в додатковому підживленні бором, його рекомендують проводити у фазу росту бокових пагонів і бутонізації (ВВСН 40-49 — ВВСН 50-59) разом з другою обробкою фунгіцидом. У цей період можна внести від 300 до 600 г бору на гектар. В окремих випадках, за низького забезпечення бором та на полях із високим рівнем рН і постійною сухістю ґрунту, можна проводити підживлення бором на стадії цвітіння разом із третьою обробкою фунгіцидом (ВВСН 60-69), при цьому норма витрати становить 100-150 г/га.

Ознаки нестачі бору на рослинах ріпаку найчастіше спостерігаються на стадії 4-6 листків (ВВСН 14-16). Вчасне виявлення та корекція дефіциту бору є важливими для забезпечення оптимального розвитку і продуктивності рослин ріпаку.

Органічні Добрива

Гній, компост, зелені добрива - це приклади органіки, що є рушійною силою підвищення вмісту  органічних речовин у ґрунті, покращення його структури та водоутримувальної спроможності. Внесення органічних добрив у нормі 20-30 т/га сприяє збільшенню біологічної активності ґрунту (MDPI "Консерваційний обробіток ґрунту та якість ґрунту", 2021). 

Посів та Догляд Ріпаку

Підготовка до посіву

Перед посівом озимого ріпаку необхідно провести ретельну підготовку ґрунту, що було розглянуто детально у розділах та підрозділах вище. Нижче нагадаємо Вам основні агротехнологічні прийоми по підготовці та посіву ріпаку озимого:

1. Оранку на глибину 25-30 см для знищення бур'янів і покращення структури ґрунту.
2. Глибоке рихлення та закриття вологи.
3. Боронування, коткування та шлейфування.
4. Дискування для розпушування поверхні та подрібнення грудок + лущення з метою збагачення ґрунту залишками рослин.
5. Внесення добрив відповідно до потреб ґрунту і рослин (азот, фосфор, калій) + мікродобрива (збагачення живлення озимого ріпаку Бором та Сіркою) + компост/гній за низьких показників родючості.

Строки та способи посіву

Оптимальні строки посіву ріпаку варіюються в залежності від кліматичних умов регіону:

• Степ: початок вересня.
• Лісостеп: середина вересня.
• Полісся: кінець вересня - початок жовтня.

Способи посіву класифікують на:

• Суцільний посів: підходить для рівномірного розподілу насіння на великих площах.
• Рядковий посів: забезпечує кращий доступ до світла і повітря для кожної рослини.

Норма висіву

Оптимальна норма висіву для озимого ріпаку становить 4-6 кг/га, що забезпечує густоту посіву 60-80 рослин на квадратний метр.

Догляд за посівами

1. Контроль бур'янів та інших рослин-паразитів здійснюється за застосування гербіцидів для знищення бур'янів.
2. Захист від шкідників та хвороб забезпечує своєчасне обприскування інсектицидами та фунгіцидами.
3. Підживлення озимого ріпаку за рахунок додаткового внесення добрив (азот, фосфор, калій, бор) у періоди активного росту та бутонізації.

Позакореневе внесення азоту може бути здійснене восени та навесні до фази бутонізації. Для цього використовують розчин карбаміду концентрації 10-12%, тобто 10-12 кг карбаміду на 100 л води. Загалом вносять 300 л/га робочого розчину. Застосовують 2-3 обприскування:

• У період розвитку бокових пагонів (відновлення вегетації навесні) та росту головного пагона (ВВСН 20-29 — ВВСН 30-39).
• У фазі росту бокових пагонів (ВВСН 40-49).
• У фазі бутонізації (ВВСН 50-59).
• Позакореневе підживлення не рекомендується виконувати у фазі цвітіння.

Через листя ріпаку поглинається 10-12% розчину, що відповідає 25-30 кг карбаміду на 250-300 л води. За три підживлення рослини отримують 75-90 кг карбаміду, що еквівалентно прикореневому внесенню 180-220 кг. Комплексне внесення макро- і мікроелементів сприяє ефективному живленню рослин.

Склеювання стручків ріпаку

З метою мінімізації розтріскування стручків і втрат насіння використовують спеціальні засоби для склеювання стручків.

Вибір Сорту або Гібриду Ріпаку

Використання потенціалу сортів і гібридів

Сучасні сорти та гібриди озимого ріпаку мають високий потенціал урожайності та стійкості до різних біотичних та абіотичних стресів. Гібриди, зокрема, характеризуються більш високою врожайністю та стійкістю до хвороб завдяки генетичній різноманітності та комбінації генів внаслідок продуктивного схрещування.

• За даними досліджень, використання гібридів може підвищити врожайність на 10-20% порівняно з традиційними сортами (Agronomy Journal "Урожайний потенціал та стійкість до хвороб гібридного ріпаку", 2020).
• Гібриди зазвичай мають вищу стійкість до таких захворювань, як альтернаріоз, склеротиніоз та фомоз, що знижує потребу у використанні фунгіцидів (Plant Disease "Управління хворобами у гібридному ріпаку: комплексне дослідження", 2021).

Вибір сорту / гібриду

Коли обираємо чистий сорт або гібрид, то звертаємо увагу на наступні параметри:

1. Адаптація до кліматичних умов:

• Степ - сорти та гібриди, які добре переносять засуху та мають високу посухостійкість.
• Лісостеп - сорти з помірною стійкістю до вологи та хвороб.
• Полісся - сорти, стійкі до надмірної вологи та грибкових захворювань.

2. Врожайність - сорти та гібриди з високим потенціалом урожайності, підтвердженим у польових умовах.
3. Стійкість до хвороб та шкідників - підтверджена стійкістю до основних хвороб і шкідників, що зменшить витрати на пестициди та підвищить екологічну безпеку.

Обробка насіння - Ріпакові Насіннєві Заводи

Розберемо етапи обробки насіння ріпаку:

1. Очищення:

Ідеться мова про очищення насіння від механічних домішок, а саме: пилу, залишок інших культур та бур'янів. Забезпечено використання повітряних сепараторів, сит і магнітних сепараторів.

2. Сортування:

Після очищення насіння сортується за двома основними параметрами: розміром і вагою. Відбір найбільш однорідного і повноцінного насіння сприяє рівномірному проростанню і розвитку рослин.

3. Протруювання:

Наступним кроком є протруювання насіння фунгіцидами та інсектицидами для захисту від хвороб і шкідників. Використовуються спеціальні розчини, які забезпечують тривалу дію і захист насіння у ґрунті. Така методика підвищить схожість і початкову енергію росту на 15-20%.

4. Інокуляція:

У деяких випадках насіння ріпаку інокулюється корисними мікроорганізмами, такими як ризобактерії, що покращують засвоєння поживних речовин і підвищують стійкість до стресових умов. Це сприяє формуванню здорової і сильної кореневої системи, що особливо важливо на ранніх стадіях розвитку рослин.

5. Додаткове покриття:

Насіння може бути покрите спеціальними речовинами, що покращують його захист і сприяють кращому контакту з ґрунтом. Це можуть бути плівкові покриття, що зменшують втрати вологи і захищають насіння від пошкоджень під час посіву.

Заводська обробка забезпечує високу якість насіння, що відповідає всім агротехнічним вимогам та встановлює стандарт якості продукції. Використання обробленого насіння сприяє підвищенню врожайності на 10-25% завдяки кращій схожості і стійкості до хвороб. Завдяки ефективному автоматизованому протруюванню і використанню інокулянтів зменшується потреба у додаткових обробках під час вегетаційного періоду, крім того, економія на людських ресурсах.

Світовий ринок ріпаку

До основних глобальних лідерів-експортерів озимого ріпаку, як первинної сировини, так і оброблених продуктів на основі даної культури (ріпакова олія, біодизель, корм для тварин), відносяться такі країни (запит “ріпак країни виробники”):

• Канада
• Європейський союз
• Китай
• Індія

До споживачів, окрім вище перелічених країн, входить також США, як виробник великого різноманіття кондитерської продукції масового споживача, де використовується більш дешева первинна сировина - рапсова/пальмова олії.

Виробники ріпаку в Україні

Україна є одним із провідних виробників ріпаку в Європі завдяки сприятливим кліматичним умовам та родючим ґрунтам. Основними виробниками ріпаку в Україні є великі аграрні компанії та фермерські господарства, які активно впроваджують сучасні агротехнології для підвищення врожайності та якості продукції. Наведемо наступних представників:

• Миронівський Хлібопродукт (МХП).
• Астарта-Київ.
• Кернел.
• Українські аграрні компанії (UAC) - у тому числі й "Ерідон".
• НІБУЛОН.

Виробництво ріпаку в Україні відіграє важливу роль в економіці країни, забезпечуючи експортні надходження та створюючи робочі місця в аграрному секторі. Крім того, ріпакова олія та шрот є важливими компонентами у виробництві біодизелю та кормів для тварин.

Збір

Збирання

Перш за все необхідно врахувати процес підготовки до збирання, до якого входять такі етапи, як:

1. Оцінка готовності врожаю.

Визначення готовності врожаю до збирання базується на кольорі стручків та вологості насіння. Ідеально, коли 60-70% стручків мають жовтувато-коричневий колір.

Вологість насіння на момент збору повинна становити 9-12%, що мінімізує втрати під час збирання і зберігання.

2. Налаштування відповідної техніки - комбайнів.

Оптимальна швидкість обмолоту становить 500-600 обертів на хвилину.

Використання спеціальних жаток для ріпаку допомагає зменшити втрати насіння на 1-2%, що компанія "Ерідон" обов'язково враховує.

Аби мінімізувати використання людського ресурсу та максимізувати швидкість часу процесу збирання, проводять пряме комбайнування.

Післязбиральна доробка

До післязбиральної обробки входять наступні етапи:

• Сушіння.
  • Негайне сушіння до вологості 7-8% для запобігання розвитку плісняви і збереження якості насіння при температурі не вище 40°C для уникнення термічних пошкоджень насіння.
• Очистка.
  • Забезпечення високого стандарту якості та готовності до зберігання, використовують повітряні та ситові сепаратори з метою очищення насіння від домішок.
• Сортування та зберігання.
  • Забезпечення високого стандарту якості та готовності до зберігання, використовують повітряні та ситові сепаратори з метою очищення насіння від домішок.

Зберігання за певної вологості насіння та загальні умови

Оптимальна вологість зберігання насіння становить 7-8%, а температура — 5-10°C. Використання силосів з аерацією допомагає підтримувати стабільні умови зберігання.