systema-zemlerobstva-no-till

можна говорити про суттєвий її вплив на відтворення органічної речовини ґрунту.

Екстенсивне ведення землеробства, особливо за останні десятиліття, призвело до помітних деструктивних змін у родючості ґрунтового покриву. Середній вміст гумусу за цей час знизився на 10 14%. Переущільнення ґрунтів, внаслідок використання важкої “неекологізованої” техніки, спричинило зміщення у ґрунті окисно відновних реакцій у бік відновних, що викликало підкиснення навіть чорноземів раніше нейтральних за реакцією ґрунтового розчину. В усіх регіонах України на 30 40% понизився азотний фонд ґрунту. На ґрунтових відмінах з середнім, підвищеним і високим вмістом рухомого фосфору і обмінного калію при відсутності мінеральних добрив відбувається зниження їх вмісту на 1 1.5 мг/100 г щороку, переводячи їх в нижчі градації.

Незбалансоване ведення сільського господарства в минулому призвело до погіршення фізичних, фізико хімічних і хімічних властивостей ґрунту, а це в свою чергу порушило природний біоценоз ґрунтової мікрофлори. Численні літературні джерела на основі проведеного полігонного і агроландшафтного моніторингу вказують, що в залежності від обставин, в орному шарі ґрунтів повільно зникають вільноживучі фіксатори атмосферного азоту, порушуються процеси синтезу і деструкції органічної речовини внаслідок пригнічення діяльності амоніфікаторів, нітрифікаторів і денітрифікаторів та фосформобілізуючих бактерій, часто спостерігається переважний розвиток патогенних грибів і актиноміцетів.

1.2.3Економічні причини

Система землеробства може претендувати на визначену їй роль і бути впровадженою у виробництво лише у випадках її доцільності та економічної ефективності. Оцінити економічну ефективність будь якої системи є досить проблемним завданням із за складності самої системи та залежності кінцевого результату від значної кількості перемінних величин.

Такими перемінними чинниками є: кліматичні умови, ґрунтові відміни та їх стан, ціни на паливно мастильні матеріали, добрива, засоби захисту, строки сівби і збирання сільськогосподарських культур, логістика

51

польових робіт, розміри землекористування господарства, наявність відповідної інфраструктури та ін.

У зв’язку з тим, що система землеробства має безпосередній вплив на продуктивність сільськогосподарських культур, що вирощуються, і опосередкований вплив на стан навколишнього середовища, при розрахунку економічної ефективності системи землеробства треба обов’язково враховувати і витрати на підтримання належного стану навколишнього середовища в межах певного регіону.

На рівні господарства економічну ефективність системи землеробства можна оцінити за рівнем прибутку, який отримують з 1 га посівної площі вирощуваної сільськогосподарської культури. Прибуток вираховується шляхом переведення урожаю за закупівельними цінами у грошовий вираз (вартість виробленої продукції) із зменшенням його на відповідну суму витрат на його вирощування.

У межах певного регіону необхідно враховувати зменшення витрат на очистку води внаслідок забруднення її різними агрохімікатами, що використовуються в процесі виробництва сільськогосподарської продукції, зміну вартості землі за результатами підвищення чи зниження її якості, тощо.

Багаторічний досвід зарубіжних і вітчизняних аграріїв засвідчує, що система землеробства No till, яку можна віднести до категорії самовідновлюваних, надзвичайно вигідна і перспективна порівняно з сучасними традиційними, що базуються на полицевому обробітку ґрунту. Це відбувається завдяки більш низьким витратам на сільськогосподарську техніку та її експлуатацію, паливно мастильні матеріали, зменшення потреби в трудових ресурсах і, відповідно, зменшенні прямих та накладних витрат. При цьому виникає реальна можливість використовувати трактори меншої потужності. За відсутності механічного обробітку ґрунту подовжується також строк використання техніки.

Урожайність сільськогосподарських культур при цьому може бути на рівні того, що отримують при традиційній технології, але при цьому прибуток зростає завдяки меншим витратам. З іншого боку, якщо врожайність і знижується до певної міри, то це не значить, що прибуток зменшиться у порівнянні з традиційною технологією. Порахувавши виробничі витрати можна побачити відносну перевагу за технологією

52

нульового обробітку, особливо, якщо врахувати її вплив на навколишнє середовище.

Економічна ефективність будь якої системи землеробства завжди залежить і проявляється в кожній її складовій, тому не є виключенням з цього правила система землеробства No till.

Для об’єктивного порівняння економічної ефективності існуючих систем землеробства і системи землеробства No till не слід порівнювати лише прямі витрати за один вегетаційний сезон на вирощування сільськогосподарських культур та їх урожайність. Порівняння результатів необхідно проводити за декілька років. При цьому, якщо є можливість, то необхідно скористатися такими методиками, які б брали до уваги і давали в грошовому виразі зміни вмісту органічної речовини і родючості ґрунту за використання відповідних систем землеробства.

Якщо виникає потреба в проведенні глибокого об’єктивного порівняльного економічного аналізу системи землеробства No till у порівнянні з традиційною, то потрібно буде враховувати наступне:

-фактори, які можуть вплинути на економічні показники системи землеробства через кілька років;

-ерозійні процеси, які спричинять деградацію ґрунту та втрати ним родючості;

-втрати органічної речовини за традиційної системи землеробства та нагромадження її за системи землеробства No till (секвестрація вуглецю);

-зростання врожайності за системи No till і зменшення за традиційної в часі;

-строки амортизаційних відрахувань за різних систем;

-масу та потужність тракторів;

-витрати паливно мастильних матеріалів та ін.

За даними (Tebrugge and Bohrnsen, 1997), перевагу системи землеробства No till перед традиційною можна виразити наступними показниками:

-капіталовкладення в сільгосптехніку нижчі на 39%;

-потреба в потужності тракторів нижча на 75%;

-затрати праці знижуються на 80%;

-витрати пального нижчі на 84%.

Таким чином, сучасним і особливо прогнозованим на перспективу умовам (соціальним, екологічним та економічним) ведення

53

землеробства в України в більшій мірі відповідає система землеробства No till ніж традиційна. Для її запровадження є об’єктивні природні умови

– половина площі покрита ґрунтами, на яких можна і доцільно відмовитись від механічного обробітку ґрунту або максимально його скоротити. Це дозволить зменшити дефіцит основного лімітуючого фактору в рослинництві – вологи.

Економічні ситуація заставляє виробничників скорочувати витрати. В найбільшій мірі їх можна скоротити лише відмовившись від механічного обробітку ґрунту – однієї з основних статей в структурі витрат на вирощування сільськогосподарських культур. Землеробство України було, є і буде в перспективі експортно орієнтованим. Тільки зменшивши собівартість продукції можна утримати її конкурентноздатність на світовому ринку.

Соціальна і демографічна ситуація на селі зумовлює необхідність впровадження технологій з низьким рівнем затрат людської праці. У даний час, а особливо в перспективі зросте рівень інтелектуальності праці на полі. Необхідні спеціалісти нової формації. Реально тільки на основі високорентабельного землеробства можна вирішити сучасні соціальні проблеми на селі і підвищити рівень життя сільських жителів.

Виходячи з викладеного можна зробити загальний висновок, що в даний часі впровадженню системи землеробства No till в Україні просто нема альтернативи. Ця система землеробства – основний шлях розвитку для великих сільськогосподарських підприємств, які орієнтовані на інтенсивне високотоварне виробництво.

54

Розділ 2. Наукові основи систем землеробства

Пріоритетність галузі землеробства обумовлена тим, що, за висловлюванням Л. Захарова, «…це особливого роду промисловість в якій людина (землероб) використовує даремну сонячну енергію за допомогою зелених рослин і, затрачаючи працю, одержує необхідні їй продукти». По суті це єдина галузь, де завдяки фотосинтетичним процесам, які відбуваються у зеленій рослині, відбувається перетворення кінетичної енергії сонця в потенціальну енергію органічної речовини (хімічну), яка потрібна у вигляді продуктів харчування людині і сировини для промисловості.

Самостійно створювати органічну речовину свого тіла здатні лише зелені рослини, а для всього іншого живого на планеті потрібна уже створена органічна речовина. Отже, зелені рослини є первинними вбирачами, перетворювачами і зберігачами сонячної енергії і все живе на землі своїм існуванням зобов’язане саме зеленим рослинам.

Вони очищають повітря, годують, одягають, зігрівають людину. Людина може обійтися у повсякденному житті без предметів, що її оточують. Проте вона не може обійтися без їжі, одягу. Про хліб дуже вдало сказав Капля, головний герой книги Михайла Алексеева «Хліб! Що може бути важливіше хліба? Хліб іменник. Тому що всі ми існуємо, оскільки їмо хліб насущний. Хліб іменник, а весь інший продукт прикметник».

Нарощування об’ємів виробництва продуктів харчування і різного виду сировини – найважливіше завдання, яке має постійно вирішувати людське суспільство. Головний шлях у вирішенні цієї проблеми – інтенсифікація землеробської галузі. Вона передбачає удосконалення існуючої та обґрунтування нової, сучасної структури посівних площ і, відповідно, системи сівозмін, враховуючи кон’юнктуру ринку продукції і сировини, удосконалення технології обробітку ґрунту, мінімізуючи чи відмовляючись зовсім від нього, оптимізацію системи удобрення та захисту рослин від шкодочинних організмів, впровадження комплексу меліоративних і ґрунтозахисних заходів, впровадження нових технологій вирощування культур з урахуванням досягнень в генетиці, селекції, біотехнології.

Проте, все це матиме високу результативність, коли буде враховуватися та обставина, що життєдіяльність рослин зумовлюється

55

умовами (факторами) природного середовища, в якому вона відбувається.

2.1Фактори життя рослин

Для створення органічної речовини, яка є акумулятором сонячної енергії, необхідної для підтримання життєдіяльності усіх живих організмів, рослини повинні забезпечуватися певними речовинами і потоками енергії, що дістали назву факторів життя. Це – вода, поживні речовини, повітря, які називають земними або матеріальними факторами. Світло і тепло відносять до космічних або кліматичних факторів. Поділ на земні та космічні фактори обумовлений можливостями використання та впливу на них людини. Завдяки багаторічним дослідженням, переважно в галузі фізіології рослин та агрохімії, досить повно встановлено потреби рослин у факторах життя, які є для них матеріальною та енергетичною основами.

Земні фактори використовуються рослинами як матеріальні чинники для створення біомаси, а космічні — для забезпечення процесів життєдіяльності рослинних організмів, унаслідок яких і створюється вся біомаса і, зокрема, конкретна продукція (урожай), яка необхідна людям.

До складу рослини входять вода та сухі речовини. Суха речовина містить найбільше вуглецю до 45 %, кисню до 42 % і водню до 7 %. Частка цих трьох елементів складає 94 %, а решта припадає на азот до 1,5 % і зольні елементи 4,5 %.

Частка кожного з основних зольних елементів фосфору, калію, кальцію, магнію, сірки, заліза коливається в рослинах від сотих до кількох відсотків маси сухої речовини. Інші життєво необхідні зольні елементи – бор, марганець, молібден, мідь, цинк, кобальт та інші, містяться ще в менших кількостях.

Умови зовнішнього середовища (ґрунт та атмосфера) помітно впливають на використання рослинами матеріальних факторів води і елементів мінерального живлення. Серед складових умов зовнішнього середовища основними називають агрофізичні та агрохімічні властивості ґрунту, склад ґрунтового та приземного повітря, наявність у ґрунті життєздатного насіння бур'янів, збудників хвороб і шкідників та ін.

Умови середовища поділяються на три групи:

1) ґрунтові (будова орного шару, щільність, структура, кислотність ґрунту та ін.);

56

2)фітопатологічні (наявність бур'янів, шкідників і хвороб);

3)агротехнічні (своєчасність і якість проведення польових

робіт).

Дія факторів життя на рослини, взаємодія їх між собою, використання їх рослинами та реагування на них рослин є надзвичайно складними процесами та явищами. Саме їх вивчення є основним завданням науки землеробства.

Завдяки надбанням цієї та інших агрономічних наук були виявлені та до певної міри вивчені загальні закономірності дії та взаємодії факторів життя і рослин, які набули чинності і стали відомими як закони землеробства.

2.2Закони землеробства – основа систем землеробства

Безперервний розвиток агрономічної науки був і залишається головною рушійною силою зростання і стійкого функціонування землеробської галузі. Тривалі досліди та виробнича практика засвідчують, що основою наукового землеробства, так як і інших наук, виступають закони. Вони відображають об’єктивні процеси, які відбуваються в землеробстві та природі. Знання цих законів і вміле їх застосування на практиці дозволяє уникати багатьох помилок з непередбачуваними наслідками.

За часом появи в науковому світі та за значимістю в землеробстві першість за законом автотрофності зелених рослин. За своєю сутністю він поєднує теорію фотосинтезу та мінерального живлення рослин.

Зелені рослини, використовуючи енергію сонячного світла і поглинаючи з повітря вуглекислий газ, а з ґрунту воду і мінеральні речовини, синтезують усі необхідні їм органічні речовини в кількостях, які забезпечують новий розвиток і високу продуктивність рослин.

Отже, в основі створення врожаю повинно бути швидке нарощування оптимальної листкової поверхні, здатної засвоювати найбільше сонячної енергії для синтезу цукрів, амінокислот, білків, ферментів і інших сполук, з яких утворюються нові клітини, тканини та органи рослин.

Для інтенсивного розвитку рослин надзвичайно важливо, щоб у ґрунті в достатній кількості постійно була вода, всі необхідні мінеральні поживні речовини в доступній формі та не виникали перепони для їх надходження до кореневої системи.

57

Закономірності у взаємозв’язках і взаємовідносинах між факторами життя і рослинами діють у природі незалежно від людини. Проте, знання їх і розуміння дає землеробу можливість більш раціонально і ефективніше використати ці закономірності і спрямувати відповідними заходами на забезпечення найвищої продуктивності сільськогосподарських культур у тих чи інших конкретних природних умовах.

Взаємодія факторів життя і рослин під час їх росту і розвитку надзвичайно складна, багатогранна і протягом тривалого часу була і залишається предметом вивчення біологічних та агрономічних наук. В кінцевому результаті це знаходить своє відображення в основних законах землеробства.

В числі таких законів – закони незамінності і рівнозначності факторів життя рослин, суть яких полягає в тому, що всі фактори життя рослин незамінні й абсолютно рівнозначні. Жоден з них не може бути замінений іншим, навіть при надлишку останнього. Цей закон сформулював академік В. Р. Вільямс.

Дійсно, не можна замінити воду світлом або азот фосфором, оскільки кожний фактор життя виконує певну фізіологічну функцію. Поняття рівнозначності слід розуміти так, що немає головних і другорядних факторів життя навіть тоді, коли для рослин будь який із них необхідний у незначній кількості. Для прикладу, рослина з усіх факторів у кількісному вираженні найбільше використовує воду, проте, це не означає, що вода є важливішим фактором, ніж будь який життєво необхідний мікроелемент, що споживається рослиною в мізерно малій кількості.

У виробничих умовах закони рівнозначності та незамінності факторів життя набувають дещо відносного значення. У зв'язку з відмінностями ґрунтово кліматичних умов у різних природних зонах рослини не однаковою мірою забезпечуються кожним фактором життя. У степовій зоні, наприклад, у найбільшому дефіциті для рослин найчастіше буває волога, а в поліській зоні, на бідних дерново підзолистих піщаних та супіщаних ґрунтах, поживні елементи, зокрема азот, фосфор, тощо. Тому доводиться піклуватися про забезпечення рослин насамперед тими факторами, яких найбільше не вистачає в конкретних умовах. Саме ці фактори за певних умов обмежують рівень продуктивності вирощуваних культурних рослин.

58

Беручи до уваги цю обставину слід зазначити, що тут уже проявляється дія іншого закону — закону обмежувального фактора. Але порівняно з першим законом в ньому йдеться вже про кількісну сторону факторів. Він був сформульований уперше німецьким вченим Ю. Лібіхом як закон мінімуму відносно елементів живлення. Відповідно до нього продуктивність рослин прямо залежить від рівня забезпечення їх тими поживними речовинами, які містяться в ґрунті у відносно найменшій (мінімальній) кількості.

Пізніше у дослідах Г. Гельрігеля це було встановлено щодо забезпечення рослин водою, дослідженнями Ю. Сакса — щодо забезпечення теплом, а Е. Вольні — світлом, теплом і поживними речовинами. Таким чином виявилось, що цей закон стосується не тільки елементів живлення, а всіх факторів життя. У міру задоволення потреб рослин найбільш дефіцитним для них фактором зростає їх продуктивність доти, доки не стане обмежувальним інший фактор.

Якщо задовольняти потреби рослини у недостаючому факторі в значних кількостях, не змінюючи рівні інших, то продуктивність рослин може обмежуватись не дефіцитом фактора, а його надмірною кількістю.

Отже, найвища врожайність культурних рослин досягається за умови забезпечення їх факторами життя в оптимальних кількостях, як недостатнє, так і надмірне забезпечення рослин будь яким фактором життя обмежує їх продуктивність. Це суть закону мінімуму,

оптимуму і максимуму, близького до закону обмежувальних причин.

Його вперше сформулював німецький фізіолог Ю.Сакс. Академік В. Р. Вільямс дав йому більш чітке визначення: «Найбільший урожай реалізується при середній «оптимальній» наявності фактора, при найменшій (мінімальній) і найбільшій (максимальній) наявності фактора, урожай нереальний (дорівнює нулю)».

Дію цього закону яскраво ілюструють дані проростання насіння цукрових буряків. За мінімальної температури +4 5°С насіння цукрових буряків проростає, але дуже повільно, сходи з'являються недружно. З підвищенням температури швидкість проростання насіння і появи сходів зростає і досягає максимуму за температури +20 25°С. Подальше її підвищення до +30°С і вище сповільнює темпи проростання насіння аж до повного припинення.

Розглянуті закони свідчать про те, що фактори життя діють на рослини не ізольовано, не незалежно один від одного, а вплив їх

59

кількісних змін завжди залежить від ступеня забезпечення іншими факторами, тобто на продуктивності рослин позначається сукупна дія усіх факторів. Отже, в землеробстві діє ще один надзвичайно важливий закон

— закон сукупної дії факторів, основи якого сформулював німецький учений Лібшер.

Суть цього закону полягає в тому, що найвища продуктивність рослин досягається за умов забезпечення їх усіма факторами життя в оптимальних кількостях і співвідношеннях. При цьому спостерігається найвища ефективність від дії кожного фактора та позитивної взаємодії між усіма факторами. Цей закон вказує на те, що для отримання найвищих урожаїв культурних рослин потрібно комплексно застосовувати заходи оптимізації забезпечення їх усіма факторами.

Оптимізація факторів життя дозволяє більш продуктивно використовувати не тільки ті, які знаходяться в мінімумі, а й ті, що присутні в достатній кількості.

Важливою практичною особливістю закону сукупної взаємодії факторів життя рослин є те, що в позитивному напрямі він проявляється лише в тих випадках, коли кількість факторів, які змінюються, підібрано правильно відповідно до потреб і особливостей вирощуваних культур і сортів.

Найстарішим, але постійно актуальним є закон повернення поживних речовин у ґрунт, відкритий у середині XIX ст. одним із основоположників агрохімії Ю. Лібіхом. Зміст його зводиться до того, що

всі речовини, які задіяні для створення врожаю, повинні бути повністю повернуті в ґрунт з добривами. Порушення цього закону, за твердженням Ю. Лібіха, рано чи пізно повинно призводити до втрати ґрунтом його родючості.

Упринципі питання про необхідність повернення біологічно важливих елементів, а не всіх винесених з ґрунту урожаєм, правильне і прогресивне. Про це неодноразово підкреслювали такі видатні вчені як К. А. Тімірязєв та Д. М. Прянішніков, відзначаючи, що вчення про необхідність повернення поживних речовин в ґрунт є одним із найважливіших надбань науки.

Ураціонально організованому господарстві всі біологічно важливі елементи живлення, взяті врожаєм з ґрунту або втрачені іншими шляхами, повинні повертатися до нього з деякими перевищеннями, щоб забезпечити безперервне зростання врожаю, компенсувати можливі

60