Введение. Последние 20–30 лет на планете происходит заметное потепление климата. Эта проблема затрагивает и степной регион Донбасса. По данным Луганского ЦГМ, за 12 лет (2008–2019 гг.) средняя сумма активных температур (≥10 °С) достигла 3500 °С, что превысило климатическую норму на 350 °С. Среднегодовая температура воздуха повысилась на 1,0 °С и составила 9,8 °С, а сумма атмосферных осадков снизилась до 475 мм (на 53 мм), заметно возросли количество, длительность и интенсивность засух.В условиях изменяющегося климата актуальной становится оптимизация полевых севооборотов путем расширения посевов сверхзасухоустойчивой, жаростойкой, солевыносливой, универсальной в использовании, высокоурожайной культуры – зернового сорго. Эта культура очень экономно расходует влагу на формирование единицы урожая и высоко отзывчива на применение минеральных удобрений. Многочисленными исследованиями ученых-аграриев разработаны оптимальные параметры минерального питания зернового сорго и установлены средние дозы удобрений для различных почвенно-климатических зон выращивания [1–7]. Наиболее оптимальными дозами минеральных удобрений для черноземных почв степной зоны Украины и Северного Кавказа являются N60-90P60-90K30, а оптимальным сочетанием элементов минерального питания – N60P60. Добавление калия (K30) к азотно-фосфорным удобрениям при урожайности зерна сорго 5,0 т/га не способствовало дальнейшему существенному росту урожая зерна. И только при урожайности зерна 80–100 ц/га возникает потребность вносить 40–60 кг/га калия. На предкавказских среднемощных карбонатных черноземах Ростовской области при использовании минеральных удобрений под зерновое сорго наибольший эффект обеспечивает внесение N40P60K40 [8].Исследования, проведенные на черноземе обыкновенном Луганской области на базе Луганского НАУ (2008–2011 гг.), показали высокий эффект применения азотных удобрений под зерновое сорго. Изучение доз азотного удобрения (от N30 до N120 на фоне внесения Р40) показало, что наибольшую прибавку зерна (0,91 т/га, 18,6 %) обеспечила доза азота N60 [9].При выращивании сорго большие разногласия среди ученых имеются по выбору наиболее эффективного способа основной обработки почвы.В традиционной системе подготовки почвы под сорго главный элемент – зяблевая вспашка на глубину более 20 см. Но наиболее эффективная глубина вспашки, особенно при уплотненном почвенном горизонте и засорении многолетними сорняками – 27–30 см [2].Для зернового сорго в условиях южной степи Украины заменять отвальную вспашку на 25–27 см плоскорезной (КПГ-250 на 25–27 см) или поверхностной (БДСТ-2,5 на 10–12 см) обработками нецелесообразно, так как повышается засоренность посевов и снижается урожай [10].На предкавказских карбонатных черноземах в условиях интенсивного земледелия (при использовании удобрений, гербицидов и др.) при проведении основной обработки почвы замена отвальной вспашки на глубину 23–25 см культивацией на 12–14 см не снижает урожайность зернового сорго [11].В аридных условиях Республики Калмыкия на светло-каштановых почвах наибольшая урожайность (2,47–2,53 т/га) у раннеспелых сортов зернового сорго Орловское и Состав получена в варианте плоскорезной обработки на глубину 20–22 см; у среднеспелых сортов Зерноградское 53 и Зерста 99 больший урожай зерна (2,59–3,20 т/га) обеспечила зяблевая вспашка на 18–20 см [12].В полевых опытах на выщелоченном черноземе (гумус – 6,2 %) в Западном Закамье Республики Татарстан в среднем за 2007–2009 гг. по отвальной вспашке на фоне расчетной дозы NPK урожай зернового сорго сорта Перспективное 1 составил 4,12 т/га, без удобрений – 2,15 т/га, а по мелкой обработке почвы КПШ-5 на фоне NPK – 3,80 т/га, без удобрений – 1,93 т/га [13].В полевых опытах (1996–1998 гг.) на черноземах обыкновенных Северной Степи Украины (Днепропетровская область) лучшие условия для зернового сорго были по вспашке, в сравнении с мелкой обработкой почвы засоренность сорго снижалась в 1,4 раза, а урожайность возрастала до 5,32 т/га (на 12,0 %) [4]. Таким образом, получены противоречивые опытные данные.Цель исследований. Выявить наиболее целесообразный способ основной обработки почвы под зерновое сорго на разных фонах минерального питания.Материалы и методы исследований. В почвенно-климатических условиях Луганщины на черноземе обыкновенном на лессовидном суглинке (гумус в пахотном слое – 3,3–3,4 %) изучали влияние различных способов основной обработки почвы (мелкая – дискование УДА-2,4 на 12–14 см и глубокая – отвальная вспашка ПЛН-5-35 на 25–27 см) и фона минерального удобрения (N60P40) на урожай современного высокоурожайного гибрида зернового сорго Спринт W. Исследования проводили по методике полевого опыта [14] на опытном поле Луганского ГАУ в 2018–2020 гг. Агротехника зернового сорго – общепринятая для условий области. Применяли оптимальные сроки сева сорго (при прогревании почвы на глубине заделки семян до 12–14 °С и достаточном увлажнении посевного слоя) и норму высева 350 тыс/га. После наступления фазы полных всходов проводили ручное формирование густоты растений на уровень 130–140 тыс/га. Опыт закладывали методом расщепленных делянок в 3–4 кратной повторности. Учетная площадь делянок I порядка – 105 м2 (обработки почвы – фактор А), делянок II порядка – 30 м2 (фон минерального питания – фактор В).2018 г. был благоприятным, влагообеспеченным в I половине (табл. 1) до фазы цветения (ГТКV-VII = 1,01) и крайне засушливым и жарким – во II половине вегетации до созревания (ГТКVIII = 0,13). Сумма осадков за май–сентябрь – 220,9 мм (норма 279 мм). В 2019 г. были оптимальные условия для вегетации (ГТКV-VII = 1,08, ГТКVIII-IX = 0,90). Сумма осадков за май–сентябрь = 286,7 мм. 2020 г. был крайне неблагоприятный, засушливый (ГТКV-VII = 0,70, ГТКVIII-IX = 0,00). Сумма осадков – 121,3 мм (43,5 % нормы).  Таблица 1Гидротермические показатели в период вегетации сорго (2018–2020 гг.) ГодыVVIVIIVIIIIXЗа вегетационный период20180,811,200,720,130,720,6020191,480,331,431,290,501,3720201,440,080,580,010,000,40Средние многолетние данные: 1986–2005 гг.0,971,211,050,611,161,00  Результаты и их обсуждение. Способы основной обработки заметно влияли на влагонакопление почвы. По мелкой основной обработке в среднем за 3 года весенние запасы продуктивной влаги были (106,0 мм) заметно ниже, чем по варианту отвальной вспашки, и при посеве (на 7,8 мм), и по всходам сорго (на 7,2 мм). А в период выметывания метелки – цветения по вспашке влаги было на 3,2 мм меньше, чем при мелкой обработке почвы (табл. 2).   Таблица 2Динамика запасов продуктивной влаги в метровом слое почвыв период вегетации зернового сорго (2018–2020 гг.), мм ГодДата севаПри посевеВсходыЦветениеСозревание12121212201830.04129,0136,585,291,337,933,88,47,8201915.05110,6116,6121,4129,252,437,98,08,2202025.0578,588,3101,6109,251,560,76,77,5Среднее106,0113,8102,7109,947,344,17,77,8Примечание: 1 – 1-й вариант – мелкая обработка; 2 – 2-й вариант – глубокая вспашка.  Посевы сорго полностью контролировались от сорняков проведением до- и послевсходового боронований, 3-междурядных культиваций. Также в фазе кущения сорго вносили страховой гербицид Балерина, СЭ (0,4 л/га) для борьбы с двудольными сорняками. Перед внесением гербицидов и проведением послевсходового боронования проводили учет засоренности посевов (табл. 3).  Таблица 3Засоренность посевов зернового соргов зависимости от изучаемых факторов (2018–2020 гг.) Фактор опытаЗасоренность посевов зернового соргоОсновная обработка почвыФон минерального питанияПеред I культивациейПеред уборкой урожаяКоличество, шт/м2Воздушно-сухаямасса, г/м2Количество, шт/м2Воздушно-сухаямасса, г/м2МелкаяБез удобрений127,424,889,3152,7N60P40108,217,965,7118,5ВспашкаБез удобрений68,416,338,493,0N60P4065,711,643,169,3НСР053,92,12,74,8  По фону осеннего мелкого дискового рыхления почвы на глубину 12–14 см засоренность посевов сорго была значительно выше, чем по отвальной вспашке: в начале вегетации – на 46,3 % в количественном и 34,3 % в весовом выражении, перед уборкой урожая соответственно – на 60,0 и 39,1 %.На удобренных посевах и по мелкому рыхлению, и по фону отвальной вспашки число сорняков было практически на одном уровне с неудобренными посевами, но их сухая масса была заметно ниже (на 25,5–22,3 %). Преобладали однолетние злаковые сорняки – щетинник сизый, просо куриное (70–75 % от общего числа) и двудольные – виды щирицы, марь белая, горец вьюнковый, амброзия полыннолистная и др. (20–25 %). Встречались многолетние корнеотпрысковые сорняки: осот розовый, осот полевой и вьюнок полевой (при уборке урожая их было не более 0,7–1,3 шт/м2 при сухой массе – 0,7–8,0 г/м2).За счет более мощного роста растений сорго по глубокой отвальной вспашке в 2018 г. полная спелость наступала на 2–3 дня позже (31 августа – 28 августа), чем на фоне мелкой обработки почвы. Период вегетации составил в первом случае 104–101 день, а на фоне отвальной вспашки – 106–104 дня (табл. 4). Также отмечено, что в 2018 г. вегетативный период (всходы–цветение) был наиболее благоприятным по увлажнению и поэтому наиболее продолжительным (65–66 дней). А генеративный период (цветение – полная спелость), наоборот, самый короткий из-за сильной засухи в августе. Это резко снизило урожайность культуры (табл. 5, 6). В 2019 г. благоприятный гидротермический режим сложился на протяжении всей вегетации зернового сорго. По отвальной вспашке получен на 2 дня более продолжительный период вегетации культуры, чем по мелкому рыхлению. За счет применения средней дозы минеральных удобрений (N60P40) созревание растений сорго ускорялось на 5 дней. Самый короткий период вегетации растения сорго имели в острозасушливом 2020 г. Причем применение удобрений (N60P40) на 2–3 дня удлиняло вегетацию зернового сорго. Созревание соргового агрофитоценоза по отвальной вспашке наступило на 2–3 дня раньше, чем по мелкому рыхлению.  Таблица 4 Сроки сева и длительность межфазных периодов развитиярастений зернового сорго (2018–2020 гг.), дней ГодВариант опытаПосевПосев – всходыВсходы – цветениеЦветение – полнаяспелостьПериод вегетации,днейСпособы основной обработки почвы (фактор А)Фон удобрения(фактор В)2018Мелкое рыхлениеКонтроль30.IV196638104N60P4030.IV196536101ВспашкаКонтроль30.IV196640106N60P4030.IV1965391042019Мелкое рыхлениеКонтроль15.V106447111N60P4015.V106145106ВспашкаКонтроль15.V106746113N60P4015.V1064441082020Мелкое рыхлениеКонтроль25.V95842100N60P4025.V96043103ВспашкаКонтроль25.V9574198N60P4025.V95941100  Удобрения и разноглубинные способы основной обработки почвы оказывали значительное влияние на зерновую продуктивность сорго (табл. 5). На удобренном фоне средняя масса зерна с метелок повышалась на 21,6–40,9 % в 2018 г., на 15,1–9,4 % в 2019 г. и на 22,4–30,9 % в 2020 г., а средняя масса метелок соответственно годам повышалась на 21,5–41,2; 12,6–7,5; 16,4–24,8 %. За годы опыта отмечена слабая корреляционная связь между урожайностью сорго и густотой продуктивных побегов (r =0,14–0,34). В связи с засушливыми условиями вегетации в опыте формировались одностеблевые растения сорго. При практически одинаковой густоте продуктивных побегов растений сорго по вариантам опыта (16–18 шт/м2 в 2018 г., 13,5–14,5 шт/м2 в 2019 г. и 11,0–12,5 шт/м2 в 2020 г.) главным критерием роста урожайности культуры ежегодно было повышение массы зерна с метелки (r = 0,98) и массы 1000 зерен (r = 0,93).  Таблица 5Влияние изучаемых факторов и погодных условийна основные показатели структуры биологического урожая зернового сорго (2018–2020 гг.) ГодВариант опытаМасса снопа,г/м2Высота растений,смДлина ножкиметелки, смДлина метелки,смМасса зернас метелки, гЧисло зеренв метелке, шт.Масса 1000 зерен,гНатура зерна,г/лСпособы основнойобработки почвы(фактор А)Фон удобрения(фактор В)2018МелкоерыхлениеКонтроль108299,711,023,529,6193615,3782N60P40 1280109,216,328,536,0225016,0779ВспашкаКонтроль117899,312,124,027,9182415,3788N60P40 1444105,812,430,939,3229817,1789r*0,9940,7390,4420,9630,8970,8350,9350,3442019МелкоерыхлениеКонтроль134999,423,021,546,4252218,4771N60P40171791,814,022,753,4255321,7791ВспашкаКонтроль154096,020,420,951,9279018,6785N60P40182486,613,922,856,8245922,9795r0,998-0,987-0,9610,7930,976-0,3510,9500,9712020МелкоерыхлениеКонтроль74382,58,122,328,5187615,2778N60P4089793,68,726,934,9197017,1780ВспашкаКонтроль81083,78,925,335,6223915,1782N60P40102292,68.127,946,6258918,0789r0,9740,8390,7600,9820,9430,8070,8790,864Среднееза 2018–2020МелкоерыхлениеКонтроль74393,914,022,434,8211116,3777N60P4089798,213,026,041,4225818,3780ВспашкаКонтроль81093,013,823,438,5228416,3782N60P40102295,011,527,247,6244919,3789r0,9830,461-0,9290,9740,9830,9340,9270,867* r – коэффициент корреляции.  Это достигалось за счет применения удобрений и в меньшей мере – за счет замены мелкого рыхления на глубокую отвальную вспашку. Осенняя вспашка на фоне удобрений (N60Р40) в сравнении с мелкой основной обработкой почвы способствовала увеличению массы зерна с метелки на 3,3–3,4–11,7 г (9,2–6,4–33,5 %), массы 1000 зерен – на 1,1–1,2–0,9 г (6,9–5,5–5,3 %). С ростом урожайности зерна длина ножки метелки заметно уменьшается (r = -0,93), а длина метелки увеличивается (r = 0,97).Полегания растений данного гибрида сорго не отмечено. За счет сильнейшей засухи в августе 2018 и 2020 гг. масса 1000 зерен формировалась вдвое ниже (15,3–17,1 и 15,1–18,0 г) оптимальных значений (30 г и более).Учет урожая сорго подтвердил преимущество глубокой зяблевой вспашки в качестве основной обработки почвы (табл. 6). При выращивании сорго на фоне отвальной вспашки урожайность зерна была на 0,63–0,53 т/га (13,6–9,3 %) выше, чем по мелкой основной обработке дисковыми орудиями. Минеральные удобрения при допосевном внесении (N60P40) в среднем за 2018–2020 гг. повышали урожай культуры по мелкой обработке на 1,10 т/га (23,8 %), а по глубокой отвальной вспашке – на 1,00 т/га (19,0 %). Таблица 6 Урожайность зернового сорго в зависимости от способов основной обработки почвыи минеральных удобрений (2018–2020 гг.), т/га Вариант опытаУрожайность по годамСредняяСпособы основной обработки почвы (фактор А)Фон удобрения (фактор В)2018 г.2019 г.2020 г.Мелкая обработка почвы (12–14 см)Без удобрений4,156,553,174,62N60P40 до посева4,967,814,395,72Отвальная вспашка (25–27 см)Без удобрений4,567,184,015,25N60P40 до посева5,428,285,056,25НСР05 общая, т/га0,290,240,450,46НСР05 фактора А, т/га0,200,170,32 НСР05 фактора В, т/га0,170,140,26 Sx, % 1,951,013,30   Выводы. Отвальная вспашка на глубину 25–27 см – наиболее целесообразный и выгодный способ основной обработки почвы при выращивании зернового сорго и в сравнении с мелкой обработкой (на 12–14 см) обеспечивает большее накопление продуктивной влаги в метровом слое почвы в ранневесенний период (на 7,4–7,0 %), значительное снижение числа сорняков (на 46,3–39,3 %) и их массы (на 34,3–35,2 %), особенно в фазу кущения – наиболее гербакритический период для сорго; формирование существенно более высокой урожайности (на 0,53–0,63 т/га) за счет роста озерненности (на 14,5–20,1 %) и массы зерна с метелки (на 18,4–23,0 %).Неудобренные посевы в большей степени (на 17,7–35,3 %) зарастали сорняками на фоне мелкой основной обработки почвы и имели практически одинаковую засоренность по фону отвальной вспашки. За счет улучшения минерального питания растений урожайность сорго повышалась на фоне мелкой основной обработки почвы в среднем на 1,10 т/га (23,8 %), а по фону отвальной вспашки – на 1,00 т/га (19,0 %). Рост урожая зерна происходил за счет увеличения массы зерна с метелки (на 3,9 г, или 11,2 %, по мелкой обработке и на 6,4 г, или 15,5 %, по вспашке) и повышения массы 1000 зерен (на 1,7 г, или 10,4 %, – по мелкой обработке и на 2,4 г, или 14,4 %, – по вспашке).