systema-zemlerobstva-no-till

Рис. 2.4. Пори, утворені дощовими черв’яками

При використанні технології No till на протязі тривало часу дощові черв’яки відіграють велику роль у гуміфікації рослинних залишків, які знаходяться на поверхні ґрунту.

2.4.5.4.3Шкода від дощових черв’яків

Дощові черв’яки можуть також приносити і шкоду. Проявлятися це може в наступному:

-зменшення кількості рослинних решток на поверхні ґрунту, що залишає його незахищеним, це стосується полів з під культур, які залишають малу їх кількість;

-відкриті ходи на поверхні можуть збільшити випаровування вологи;

-існує певна загроза в тому, що дощові черв’яки можуть прискорити рух гербіцидів і інших забруднювачів по своїх ходах в підземні води, що може призвести до їх забруднення.

101

2.4.5.4.4 Заходи по збільшенню популяції дощових черв’яків

Дощові черв’яки можуть розвиватися не у всіх ґрунтах. Щоб чисельність їх була достатньою, ґрунт повинен відповідати кільком параметрам. До них в першу чергу належать реакція ґрунтового розчину (рН), кількість рослинних решток на поверхні ґрунту, відсутність заболочення і переущільнення ґрунту. Чим більш посушливі умови і більш піщані ґрунти, тим менше в них зустрічається дощових черв’яків.

Штучне розмноження і використання дощових черв’яків сьогодні застосовують лише з вермикомпостами, але не в усіх регіонах це доцільно. Наприклад, дощові черв’яки (Eisenia foetida), які використовуються для вермикомпостування, не характерні для Канади, тому і непридатні для використання в сільському господарстві на канадських землях. Разом з тим, характерні для Канади види дощових черв’яків були знайдені в Австралії, де вони широко поширені і сприяють підвищенню продуктивності багаторічних пасовищ на 30% (Джон Бейкер

2007).

Проте, більшість вчених вважають, що штучно поширювати дощові черв’яки недоцільно. Обґрунтуванням є те, що мало ще вивчена екологія більше, ніж 25 видів відомих на сьогодні дощових черв’яків.

2.4.5.4.5Системи обробітку ґрунту і дощові черв’яки

Фізичні властивості ґрунту не визначаються лише заходами механічного обробітку ґрунту. Популяції живих організмів ґрунту впливають на його фізичні властивості. Фізичний стан ґрунту, який створюють живі організми, може в більшій мірі відповідати вимогам сільськогосподарських культур, ніж штучно створений механічним обробітком ґрунту.

Поєднати діяльність ґрунтових мікроорганізмів з механічними заходами практично неможливо. Встановлено, що чим більш інтенсивно і глибоко проводиться обробіток ґрунту, тим менша чисельність дощових черв’яків в ньому присутня. Відмова від механічного обробітку ґрунту призводить до різкого зростання в ньому загальної чисельності черв’яків.

При механічному обробітку порушується природне середовище їх існування. Зазвичай самому інтенсивному обробітку піддається верхній 0 5 см шар ґрунту, де, як відомо, зустрічається найбільша чисельність

102

дощових черв’яків. Про ступінь впливу технологій обробітку ґрунту на чисельність популяцій різних видів дощових черв’яків свідчать дані Тебрюге і Вагнера, 1997.

Рис. 2.5. Чисельність популяції різних видів дощових черв’яків за різних технологій обробітку ґрунту, шт./м2 (за Тебрюгом і Вагнером, 1997)

Загальна чисельність дощових черв’яків за нульового обробітку ґрунту збільшилась в 7 разів (рис. 2.5). Чим більш тривалий період поле не обробляється, тим більша чисельність дощових черв’яків спостерігається. Це засвідчують і інші дані зарубіжних дослідників, згідно з якими (Crovetto, 1996). через 7 років постійного застосування No till, чисельність їх була в 36 разів більша, ніж на варіанті, де застосовували весь цей час полицевий обробіток ґрунту.

За відсутності механічного обробітку ґрунту основна маса дощових черв’яків концентрується у верхньому шарі (рис. 2.6). Отже,

самий швидкий спосіб збільшити чисельність черв’яків у ґрунті – це відмова від механічного його обробітку.

Відмова від механічного обробітку ґрунту не призводить до миттєвого зростання чисельності дощових черв’яків. В штаті Огайо (США) пройшло 6 7років після переходу на технологію No till, перш ніж повністю оновилася чисельність дощових черв’яків (Norton, Schroeder 1987).

103

Рис. 2.6. Чисельність ходів земляних черв’яків на 1 м2 залежно від технологій обробітку ґрунту

Варто пам’ятати, що відмова від обробітку ґрунту в перші роки (до відновлення чисельності дощових черв’яків) може призвести до зниження інфільтрації води в ґрунт.

Популяції дощових черв’яків можуть більш швидко збільшуватись, якщо поєднати нульовий обробіток з певним чергуванням культур в сівозміні. Бажано, щоб в сівозміні були присутні олійні, бобові та багаторічні культури. Ці культури сприяють накопиченню більшої кількості дощових черв’яків, ніж злакові (Клеппертон і Лі, 1998). За даними американських вчених при постійному вирощуванні кукурудзи з застосуванням полицевого обробітку ґрунту чисельність дощових черв’яків складала 40 тис. особин на акр, а на удобреному гноєм пасовищі – до 5 млн. на акр, або в 125 разів більше.

2.4.5.5 Біологічна складова ґрунту в залежності від основних ланок системи землеробства (обробіток ґрунту, сівозміни, система удобрення і захисту)

Біологічна діяльність ґрунтової біоти є ключем до підвищення продуктивності ріллі. Швидкість і обсяг розкладу органічної речовини в ґрунті та вивільнення поживних речовин в доступній формі в значній мірі залежить від землеробської діяльності людини:

104

-у різних ґрунтах присутні різні види і різна чисельність організмів, – на полі, де висіяний ріпак, чисельність мікроорганізмів, що сприяють окисненню сірки, буде нижчою, ніж на інших полях, тому що ріпак використовує сірку в більшій кількості, ніж інші культури;

-у ґрунтах, які обробляються і удобрюються, внаслідок застосування добрив часто біологічна активність вища, ніж в природних умовах;

-різні види рослинних решток містять різний об’єм органічної речовини різної якості, що визначає і різну біологічну активність ґрунту;

-спалювання органічних решток обмежує біологічну активність ґрунту внаслідок зменшення в ґрунті кількості бактерій, грибів;

-збереження стерні і рослинних залишків на полі поліпшує середовище для ґрунтових організмів, при цьому зростають популяції бактерій, котрі розщеплюють органічну речовину, звільняють і фіксують азот;

-швидкість розкладу органічної речовини також залежить від її якості (співвідношення в ній між вуглецем і азотом, С:N).

Завдання любої системи землеробства мінімізувати втрати поживних речовин з ґрунту і максимізувати їх внутрішню циркуляцію.

Таблиця 2.5. Порівняльна таблиця впливу різних систем землеробства на біоту ґрунту

Традиційна система землеробства	Система землеробства No till
Обробіток ґрунту призводить до	Система No till не викликає суттєвих
суттєвих змін фізичних і хімічних умов	змін умов життєдіяльності ґрунтової
життєдіяльності біоти у	біоти, що в результаті позитивно
несприятливому для неї напрямку.	впливає на загальний рівень її
	біологічної активності.
Обробіток ґрунту прийнятний для	При відсутності механічного обробітку
організмів з короткою тривалістю	ґрунту зростає чисельність ґрунтової
генерації і високою швидкістю обміну	біоти ( круглих черв’яків, протозоа і
речовин. В обробленому ґрунті	макрофауни, яка живиться грибками).
переважають бактерії і бактерицидна
фауна.
Гіфи грибів порушуються обробітком,	Гіфи грибів в ґрунті не порушуються,

105

що призводить до різкого зменшення	тому їх чисельність збільшується,
їх чисельності в ґрунті.	особливо у верхньому шарі ґрунту. Це
	дуже важливо і цінно в відношенні
	корисних грибів, таких як мікориза.
	Проте, це шкідливо, якщо
	відбувається, наприклад, накопичення
	гіфів грибів роду Rhizoctonia.
При обробітку мікроорганізми	Мікроорганізми концентруються у
розповсюджені в більшому шарі	верхньому шарі ґрунту, тому що всі
ґрунту.	рослинні залишки розміщуються на
	поверхні ґрунту.
Мінералізація рослинних залишків і	Процес мінералізації рослинних
вивільнення поживних речовин	залишків відбувається більш повільно,
відбувається швидше за наявності	тому і вивільнення поживних речовин
більш тісного контакту ґрунт рослинні	протікає повільно.
рештки.
Швидкий розклад призводить до	Уповільнений розклад органічної
більш масштабного порушення	речовини забезпечує позитивно
органічної речовини і більш низькому	впливає на рівень акумуляції
рівню акумуляції органічної речовини	органічної речовини в ґрунті.
в ґрунті.
Популяція дощових черв’яків значно	Збільшується популяція не лише
скорочується.	дощових черв’яків, а й чисельність
	протозоа, які живляться грибами (в 10
	100 раз). Це може сприяти контролю
	рівня присутності патогенних грибів.
Думка, що інтенсивний обробіток	Дощові черв’яки, котрі роблять
ґрунту сприяєзниженню чисельності	глибокі ходи в ґрунті, поліпшують його
нематод не виправдалась.	структуру .

Сільськогосподарська діяльність призводить до зміни більш, ніж одного фактору ґрунтового середовища, що значно утруднює визначення основного фактору впливу обробітку на біоту ґрунту. Зміна біоти в залежності від технології обробітку ґрунту приведена на рис. 2.7.

106

активність

ензимів

Рис. 2.7. Зміна чисельності представників біоти ґрунту при відмові від механічного обробітку ґрунту

Таким чином, відмова від механічного обробітку ґрунту зумовлює збільшення чисельності і життєвої активності ґрунтової біоти. В результаті цього можна очікувати збереження і підвищення родючості ґрунту, яке відбувається природним, а не штучним шляхом. Ґрунт стає більш живим і здоровим.

Сівозміна є однією з головних ланок системи землеробства, але багато з того, що ми називаємо «ефектом сівозміни», не можна пояснити лише змінами в рівні запасів вологи, поживних речовин, фізичного стану, бо це пов’язано із змінами складу і чисельності біоти ґрунту. До цього загального висновку прийшли багато вчених з різних країн, що і зумовило підвищення зацікавленості у вивченні біоти ґрунту залежно від компонентів системи землеробства, і в першу чергу сівозміни.

Встановлені наступні закономірності впливу на біоту ґрунту чергування культур в сівозміні:

-вплив чергування культур носить суперечливий неоднозначний характер;

107

-проміжні культури можуть знизити чисельність певних патогенних організмів, наприклад нематод; з цього зроблено висновок про можливість використання чергуванням культур, як засобу регулювання чисельності певних груп організмів у ґрунті;

-культури з розвинутою кореневою системою, наприклад, злакові, зумовлюють більше накопичення мікроорганізмів в зоні ризосфери, ніж види рослин з стрижневою, нерозгалуженою кореневою системою, наприклад, у ріпака чи люцерни;

-сівозміна, в яку входять бобові культури і пасовище, забезпечує більшу різноманітність, чисельність і масу мікроорганізмів у ґрунті; наприклад, загальна мікробна маса в ґрунті за сівозміни пшениця пасовище була на 15% вищою, ніж в сівозміні пшениця пшениця;

-рослинні залишки злакових культур більш сприятливі для розвитку грибів, а бобових – для бактерій;

-більше 90% колемболи розміщується на глибині до 5 см незалежно від системи землеробства. Кліщів в цьому шарі розміщується лише 55% від загальної їх чисельності;

-культури ріпак і гірчиця призводять до зниження чисельності мікоризи в ґрунті під наступними культурами;

-рослини з родини капустяних краще протистоять випріванню, ніж з родини бобових;

-при розкладі залишків рослин родини капустяних виділяються ізотіоционати; вони виконують роль фунгіцидів і викликають процес біофумігації ґрунту;

-кліщів і ногохвосток більше за відсутності обробітку ґрунту.

Система удобрення не менш важливий і обов’язковий компонент системи землеробства. Вплив внесених добрив на біоту ґрунту можна звести до наступних положень:

застосування добрив збільшує не лише урожай, а й загальну кількість сформованої органічної речовини, відповідно зростає і маса рослинних решток, що залишаються на полі; в результаті це посилює живлення мікробних популяцій;

мінеральні добрива зазвичай виявляють потужний негативний вплив на ґрунтову біоту, особливо якщо вони змінюють рН середовища; внесення азотних добрив в нормі 80 кг/га по д.р.,

108

змінило рН з 5,4 до 4,5 в результаті чисельність мікробної популяція знизилась на 25%;

збалансоване живлення зменшує ураження рослин патогенними мікроорганізмами, наприклад застосування цинку знижує ураження злакових культур і люцерни збудником Rhizoctonia;

внесення в ґрунт високих норм добрив може знизити ефективність симбіозу між рослинами та ґрунтовими мікроорганізмами; так, у випадках з фосфорними добривами зменшується позитивний вплив мікоризи, а при високих дозах

азотних добрив зменшується фіксація N2 мікроорганізмами з родини Rhizobium;

внесення рідкого азотного добрива призводить до короткочасного негативного впливу на мікробіологічну активність

ґрунту, час поновлення її складає зазвичай 5 6 тижнів; порушення співвідношення хижак – жертва може призвести до домінування шкодочинних організмів.

Система захисту культур представляє третій обов’язковий компонент системи землеробства. Вплив її на біоту ґрунту можна звести до наступних положень:

-застосування пестицидів завжди в тій чи іншій мірі впливає на окремі групи ґрунтової біоти; вплив може носити як негативний, так і позитивний характер;

-застосування післясходових препаратів часто виявляє менший вплив на ґрунтову біоту, ніж мінеральні добрива, які безпосередньо вносяться в ґрунт;

-гербіциди можуть безпосередньо негативно впливати на ґрунтові організми, або змінювати співвідношення "хижак – жертва”;

-вплив рослин, котрі не підпадають під спектр дії гербіцидів, буде залежати від рівня декомпозиції гербіцидів і їх вимивання з ґрунту;

-гербіциди, які вносяться на рослинні рештки, будуть проявляти більш тривалу дію на біоту, ніж ті, що вносяться безпосередньо в ґрунт;

-тривале постійне застосування (протягом кількох років) окремих видів гербіцидів може викликати значне пригнічення певних груп мікроорганізмів; при одноразовому застосуванні

109

рівень мікробіологічної активності ґрунту поновлюється в середньому за 40 днів після їх внесення;

-нітрифікуючи бактерії найбільш чутливі до гербіцидів;

-застосування гербіцидів з групи сульфонілсечовин може викликати в перший і наступні роки збільшення кількості Rhizoctonia, злакових нематод та імовірність випрівання озимих культур;

-активність певних організмів може зростати після внесення пестицидів внаслідок розриву ланцюгів живлення; якщо препарат діє на членистоногих, то зростає чисельність грибів, якими вони живляться.

2.4.6 Екологічна прийнятність системи землеробства No till 2.4.6.1 Секвестрація вуглецю

Землеробська діяльність людини в результаті обробітку нею ґрунту (всі попередні інтенсивні системи землеробства базувалися на полицевому обробітку ґрунту) , як зазначалося раніше, призводить до зменшення вмісту гумусу в ґрунті – основи його родючості, що є на сьогодні основною екологічною проблемою в землеробстві на всій планеті.

Втрата гумусу зумовлює збільшення викидів СО2 в атмосферу. Звідси вирішення проблеми землеробства (збільшення накопичення вуглецю в ґрунті) може сприяти вирішенню проблеми глобального потепління. Зменшення викидів СО2 в атмосферу в землеробстві може досягатися шляхом депонування вуглецю в ґрунті за методів раціонального використання земельних угідь.

Джерелом антропогенного надходження вуглекислого газу в атмосферу до недавнього часу вважалася енергетика, транспорт та промисловість, де при спалюванні органічного палива виділяється значна кількість СО2. Сьогодні встановлено, що за рівнем надходження цього газу в атмосферу сільське господарство їм не поступається, бо на його долю припадає біля 20% викидів парникових газів.

Технології обробітку ґрунту певною мірою можуть впливати на кількісні показники складових ґрунтового і атмосферного повітря і в першу чергу вуглекислого газу.

Для будь якої сільськогосподарської операції потрібна енергія. Найбільші витрати енергоресурсів припадають на обробіток

110