systema-zemlerobstva-no-till

втрати внаслідок змивання, вилуговування, денітрифікації з інших причин. Це досягається внесенням добрив, заорюванням післяжнивних решток, зелених добрив, а також шляхом вирощування бобових культур, здатних накопичувати в ґрунті азот. Лише за таких умов забезпечується колообіг речовин і підвищення родючості ґрунту.

Одним з показників раціонального ведення землеробства в межах окремого господарства і в цілому в державі, відповідно до закону повернення, є баланс таких дефіцитних, біологічно важливих елементів у ґрунті, як азот, фосфор і калій.

Баланс поживних речовин, за твердженням багатьох учених, у землеробстві протягом тривалого часу порушувався і складався від'ємним, тобто з помітним дефіцитом. З ґрунту бралося більше, ніж поверталось в нього. Повертання азоту і калію в ґрунт у 30 40 х роках становило третину, а в недалекому минулому — не більше половини. В

сучасних умовах економічної кризи в Україні та нестабільності в сільськогосподарському виробництві в цілому цей дефіцит зріс до непомірних величин.

Закон прогресивного зростання ефективності родючості ґрунту в інтенсивному землеробстві – є основою прогресу в сільському господарстві. Це можливе завдяки тому, що ґрунт, якщо правильно здійснювати агротехнічні заходи, помітно поліпшується, тобто зростає його родючість, а значить підвищується і ефективність сільськогосподарського виробництва.

Землю можна поліпшувати за допомогою хімічних засобів та обробітку. У процесі виробництва, якщо воно здійснюється на наукових засадах, земля не зношується, як інші засоби виробництва (машини, знаряддя, тощо), а навпаки, поліпшується, і саме це є теоретичною основою невпинного прогресу в сільському господарстві.

При обґрунтуванні і освоєнні системи землеробства великої уваги заслуговує закон плодозміни. Ще в 1838 р. професор М.Г.Павлов визнавав його, як закон природи. Він стверджував, що кожний агротехнічний захід більш ефективний при плодозміні, ніж за беззмінного вирощування сільськогосподарських культур.

В основі цього закону лежить загальнобіологічний закон єдності та взаємозв'язку рослинних організмів і умов середовища. Необхідність періодичної зміни різних культур у посіві зумовлюється не тільки різним виснаженням ґрунту на елементи живлення і неоднаковим розміщенням

61

і накопиченням кореневих і післяжнивних решток, а бобовими — азоту, але і в тому, що періоди росту культури по різному впливають на ґрунт і в цілому на навколишнє середовище. По різному змінюються щільність, твердість, гранулометричний склад і вологість ґрунту , а також кількісний склад мікрофлори та інтенсивність розвитку окремих груп мікроорганізмів, зокрема патогенних. Підтвердженням важливості дотримування закону плодозміни можна бачити постійно у виробничих умовах, а також численних довгострокових дослідах, проведених в Англії (Ротамстед), Данії (Аснов), США (Огайо), Росії (ТСГА), Україні (Полтавська, Харківська, Миронівська дослідні станції) та в інших країнах.

Плодозміна може здійснюватись не тільки при вирощуванні зовсім різних груп культур (колосових, просапних, бобових та ін.), а й у межах різних родин однієї групи, а інколи і видів однієї родини. Плодозміна не виключає і наявності чистого пару. На підставах, що виходять з цього закону, ґрунтуються принципи побудови сівозмін.

Отже, в сучасному сільськогосподарському виробництві, яке переходить на умови ринкової економіки з приватною власністю на засоби виробництва, зокрема на землю, практичне землеробство має ґрунтуватись на якнайповнішому дотриманні законів наукового землеробства. Надзвичайно важливо у кожній конкретній природно кліматичній зоні виявляти і враховувати обмежувальний фактор під час вирощування відповідних культурних рослин, насамперед використовувати заходи, спрямовані на його оптимізацію. З підвищенням рівня забезпечення цим фактором обмежувальними можуть ставати інші фактори, що потрібно передбачати і застосовувати різні агротехнічні заходи в комплексі (систему заходів) з тим, щоб одночасно забезпечити рослини більшістю факторів (якщо неможливо всіма) в оптимальних кількостях і співвідношеннях. Це положення особливо важливе в разі впровадження нових систем землеробства, застосування інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур.

2.3 Основні концептуальні положення системи землеробства No till

В кожній системі землеробства є загальні концептуальні положення, які визначають суть даної системи, її спрямованість, необхідну суму знань для її реалізації та технічне оснащення.

62

Сучасна система землеробства No till, яку інколи ще називають системою «прямої сівби», достатньо обґрунтовано відносять до найвагоміших надбань агрономічної та інженерної науки другої половини XX сторіччя в галузі землеробства. Безпосередня сівба; нульовий обробіток –це спосіб сівби без попереднього обробітку ґрунту в стерню або післяжнивні рештки. ( Землеробство. Терміни та визначення понять (ДСТУ 4691:2006). Системи землеробства Nо till

базується на наступних загальних концептуальних положеннях:

ґрунт, як живий організм, найкраще розвивається при мінімальному його порушенні людиною;

значна частина типів ґрунтів за фізичними властивостями повністю відповідає вимогам основних сільськогосподарських культур і тому не потребує механічного обробітку, як засобу зміни фізичних властивостей в сприятливому для культур напрямку;

ефективний контроль бур’янів в агрофітоценозах з успіхом можна проводити без застосування механічних заходів обробітку ґрунту;

найкращим засобом збереження і підвищення родючості ґрунту є залишення всієї побічної продукції на поверхні ґрунту;

наявність рослинних решток на поверхні ґрунту становиться засобом контролю негативного прояву водної і вітрової ерозії.

Система землеробства No till це не просто відмова від механічного обробітку ґрунту. Відсутність системи механічного обробітку ґрунту зумовлює зміну підходів до всіх інших складових ланок системи землеробства – системи удобрення, насінництва, системи сівозмін, системи організації території, структури посівних площ та ін.

No till зумовлює і іншу філософію землеробства. Суть її полягає в тому, що технології вирощування сільськогосподарських культур повинні бути узгоджені із закономірностями ґрунтотворчого процесу даного типу ґрунту і після отримання кожного урожаю культури родючість ґрунту повинна підвищуватися, а урожай наступної культури має зростати саме за рахунок цього, а не за рахунок внесення додаткової кількості добрив або інших технологічних факторів. Таким чином, землероб має справу з агроекосистемою, яка постійно розвивається і самовдосконалюється. Ось чому No till відносять до самопоновлювальних систем землеробства.

63

Змінюється також і розуміння «технології вирощування культури».

В даній системі землеробства немає сталої технології. Вона мусить змінюватися у відповідності з розвитком агроекосистеми. Це потребує щорічного внесення певних змін і доповнень до технології вирощування кожної культури на конкретному полі у відповідності до ступеня зміни властивостей екотопу агроекосистеми даного поля.

Ці зміни, в першу чергу, повинні стимулювати ґрунтотворчий процес. Не слід прагнути до зміни властивостей ґрунту у відповідності до вимог культури. Ґрунт за мінімального впливу на нього різноманітними заходами повинен набувати властивостей, які до певної міри вже відповідають біологічним вимогам культури.

Загально визнаним вважається той факт, що основною причиною агрофізичної деградації ґрунтів є їх інтенсивний механічний обробіток з обертанням скиби

Полицевий обробіток вимагає надто високих витрат палива та людської праці, що в сучасних умовах є неприйнятним, як з економічної, так екологічної точки зору. За ретельного аналізу систем обробітку ґрунту, які розроблені і рекомендовані до застосування в традиційній системі землеробства, відслідковується певна закономірність. Більшість механічних заходів обробітку проводяться не з метою приведення стану ґрунту в відповідність до біологічних вимог культури, а з метою створення умов для якісної роботи сівалки.

2.4 Показники родючості ґрунту та їх параметри за різних систем землеробства

Родючість ґрунту характеризується групою показників відповідно до ДСТУ 4362:2004.

2.4.1Агрофізичні показники ґрунту

Ґрунт – жива біокосна система, яка складається з неживої скелетної частини та біологічного його компоненту. Вони тісно переплетені і взаємозалежні. В першу чергу в основі будь якої роботи з ґрунтом базовими є його агрофізичні аспекти.

2.4.1.1 Щільність ґрунту

64

Серед агрофізичних показників найважливішим є щільність будови ґрунту. До недавно цей показник в науковій літературі вживався під іншою назвою – об’ємна маса ґрунту. За визначенням це відношення маси абсолютно сухого ґрунту в непорушеному стані до його об’єму з порами за відсутності води і визначається в г/см3 .

Щільність ґрунту можна вважати інтегральним показником його агрофізичного стану. Для переважної більшості сільськогосподарських культур оптимальна щільність будови ґрунту дорівнює 1,0 1,3 г/см3.

В агрономічній практиці використовується ще й інший показник, який характеризує стан ґрунту за щільністю будови – це рівноважна щільність. Під нею розуміють щільність, якої набуває ґрунт за тривалий період часу при відсутності механічного обробітку. Часто цей показник вважають константою для даного типу ґрунту і він лише в часі може змінюватися на зовсім незначні величини під впливом різних природних і антропогенних факторів.

Проте, це правильно лише частково. Він може бути різним навіть для одного типу ґрунту в залежності від того, скільки часу і як цей ґрунт використовується. Наприклад, в умовах Агрономічної дослідної станції Національного університету біоресурсів і природокористування України, рівноважна щільність чорнозему типового малогумусного, який знаходиться в обробітку тривалий час, складає 1,22 1,24 г/см3, а поруч у лісосмузі 1,10 г/см3. Аналогічні дані наводить В.В.Медведєв. Рівноважна щільність ґрунту на ділянці цілини становила 1,00 г/см3, а на ріллі – 1,35 г/см3. Дуже важливий момент у деяких типів ґрунту (чорноземи, каштанові та сірі лісові ґрунти), коли рівноважна щільність ґрунту і оптимальна для культури співпадають. Це положення є однією з теоретичних основ відмови від механічного обробітку ґрунту. В такому випадку зникає необхідність у використанням ґрунтообробних знарядь для його розпушування чи ущільнення.

На інших типах ґрунтів виникає необхідність у регулюванні щільності ґрунту для утримування її на оптимальному для конкретної культури рівні за допомогою заходів механічного обробітку ґрунту. Але після штучного надання ґрунту оптимальної щільності він в такому стані знаходиться нетривалий час. Через півтора два місяці під дією різних природних факторів ґрунт все одно набуває стану щільності, близької до рівноважної.

65

Давно встановленим фактом є те, що ґрунт значну частину року (9 11 місяців) перебуває саме в рівноважному стані. А період релаксації (час від обробітку до настання стану рівноважної щільності) для різних ґрунтів становить один два місяці. Отже, в традиційних системах землеробства регулювання щільності ґрунту проводиться виключно заходами механічного його обробітку.

В системі землеробства No till, яка не передбачає механічного обробітку ґрунту з метою його розпушування або ущільнення, це завдання вирішується іншими, як природними (зміна вологості, температури ґрунту, діяльність ґрунтової фауни), так і агротехнічними заходами (чергування культур з різним типом кореневої системи, посів проміжних культур та ін.). Всі вони максимально наближені до природних.

Експериментально встановлено, що заходи механічного обробітку більш інтенсивно впливають на щільність ґрунту, ніж природні процеси. В природних умовах діапазон зміни щільності під впливом зміни вологості і температури коливається в межах ±0,05 г/см3. В залежності від типу кореневої системи цей діапазон дещо збільшується і становить ± 0,20 0,30 г/см3, а при механічному обробітку, наприклад, чорнозему середньо, або важко суглинкового гранулометричного складу, він може сягати ±0,40 г/см3. Це дозволяє не мати великих коливань щільності ґрунту протягом року, а значить на ставити його біотичний компонент в стресову ситуацію, яка щорічно виникає для нього при проведенні полицевого обробітку.

Традиційні технології передбачають використання різних заходів обробітку ґрунту, спрямованих на оптимізацію будови орного шару, а відповідно і щільності будови. Узагальнені дані багатьох науково дослідних установ і окремих вчених засвідчують, що, як правило, після оранки чи іншого способу основного обробітку ґрунту, він набуває мінімальної щільності. Для чорноземних ґрунтів з середнім і важким гранулометричним складом вона становить 0,85 1,00 г/см3, для дерново підзолистих супіщаних –1,25 1,27 г/см3. Через 1,5 2,0 місяці вона набуває стану близького до показника рівноважної.

Заходи передпосівного обробітку, культивація та боронування, забезпечують щільність оброблюваного шару ґрунту в межах 0,90 1,00 г/см3. Внаслідок застосування заходів, що передбачені системою післяпосівного обробітку, зокрема коткування, а також внаслідок

66

природних процесів посівний шар знову може досягнути стану рівноважної щільності.

Під час вегетації культури щільність ґрунту в традиційних технологіях може бути змінена шляхом застосування міжрядних обробітків до потрібного показника. В системі землеробства No till щільність ґрунту в період вегетації культури менше змінюється за рахунок наявності рослинних решток на поверхні, яка утримує верхній шар ґрунту у більш вологому стані. Така система більш подібна до ситуації, яка характерна для природних фітоценозів.

Отже, для утримання щільності ґрунту в оптимальних для вирощуваної культури параметрах постійно використовуються заходи механічного впливу на ґрунт, а в системі землеробства No till – природні процеси.

За інтенсивної технології обробітку ґрунту має місце багаторазовий вплив ходових систем машин і тракторів на ґрунт. За даними зарубіжних дослідників, покриття поля слідами від коліс техніки за традиційної технології обробітку (комбайн, сівалка, культиватор, розпушувач, плуг) складало 82%, за технології No till (комбайн, сівалка, тракторний оприскувач) – 46%, а за технології нульового обробітку ґрунту з контрольованим рухом техніки по полю лише 14%. Встановлено, що до 85% ущільнення ґрунту сільськогосподарською технікою відбувається при першому її проході по полю.

За час вирощування зернових культур за інтенсивною технологією в традиційній системі землеробства сумарна площа слідів коліс та гусениць тракторів, ґрунтообробних знарядь і транспортних засобів становить 100 200%, а на просапних культурах – 150 250% площі поля. Таким чином, тільки ходовими системами сільськогосподарських машин і знарядь грунт прикочується за сезон 1 2 рази. Переущільнення ґрунту тракторами і сільськогосподарськими машинами збільшує витрати на його обробіток у 1,5 2 рази.

Проблема ще більше стає загрозливою при застосуванні важкої сільськогосподарської техніки. Як свідчить світовий досвід, у питанні зменшення впливу важкої техніки на ґрунт оптимальне рішення полягає в переході на технології мінімального та нульового його обробітку.

Питання мінімізації обробітку ґрунту, як уже зазначалося раніше, не є новим для нашої країни. Сьогодні цей впливовий екологічний

67

чинник тісно пов’язаний з економічним. Різке і невпинне зростання цін на паливо стимулює, в повному розумінні цього слова, керівників господарств до пошуку шляхів зменшення його витрат. Найбільше палива витрачається на обробіток ґрунту. Оранка одного гектара – це робота з переміщення 3000 т ґрунту і це лише регуляторний фактор ґрунтового середовища, а не матеріальний фактор врожаю. Узагальнення результатів наукових досліджень свідчить, що на обробіток ґрунту у загальній структурі впливу різних факторів на врожай припадає в залежності від ґрунтово кліматичних умов тільки 10 20%.

При мінімізації обробітку ґрунту за глибиною механічному впливу машин і знарядь піддається лише верхній (8 10 см) шар ґрунту. Незалежно від того, чи це буде полицевий (дискові та лемішні знаряддя), чи безполицевий (плоскорізні знаряддя) спосіб обробітку, щільність верхнього шару ґрунту після обробітку завжди буде меншою порівняно до рівноважної. За багаторічними даними вчених Національного університету біоресурсів і природокористування України, поверхневий і глибокий плоскорізний обробіток чорнозему типового легкосуглинкового не впливали негативно на щільність орного шару ґрунту.

При поверхневому обробітку весною на час сівби спостерігається певна диференціація орного шару за щільністю. В шарі ґрунту 0 20 см вона дещо вища порівняно з оранкою. В глибшому шарі 20 30 см значних відхилень в щільності не спостерігається. Більш детальний аналіз багаторічних досліджень багатьох авторів засвідчує той факт, що тривале застосування мінімальних технологій обробітку не спричиняє переущільнення ґрунту. Вченими і практиками багатьох країн доведена можливість і економічна доцільність не лише мінімізації, але й повної відмови від механічного обробітку ґрунту без істотного підвищення щільності ґрунту.

Таблиця 2.1. Щільність ґрунту в полі озимої пшениці навесні, г/см3 (фаза кущення)

Шар ґрунту, см	No till технологія	Традиційна технологія
0 10	1,12	1,07
10 20	1,27	1,18
20 30	1,26	1,19
0 30	1,22	1,15

68

Результати досліджень проведених у НУБіП України (табл. 2.1) свідчать, що при відмові від обробітку ґрунту під озиму пшеницю щільність ґрунту весною у фазу кущення була дещо вищою, ніж на варіанті з традиційною технологією обробітку ґрунту, але у всіх шарах ґрунту не перевищувала оптимальної для даної культури.

Таблиця 2.2. Щільність ґрунту перед уходом у зиму, г/см3

			Заходи після збирання озимої пшениці
Шар		No till технологія			Традиційна технологія
ґрунту,		післяжнивні		система	післяжнивні	лущення стерні,
см				хімічного		оранка на 20 22
		посіви гречки			посіви гречки
				захисту		см
0	– 5	1,22		1,26	1,16	1,07
05	– 10	1,24		1,32	1,19	1,12
10	– 15	1,28		1,3	1,2	1,14
15	– 25	1,24		1,26	1,23	1,28

Добре відомо, що щільність ґрунту в значній мірі залежить від системи основного обробітку ґрунту. Результати досліджень авторів свідчать (табл. 2.2), що якщо ґрунт після збирання ранніх зернових культур (в наших дослідженнях – озима пшениця), не піддається механічному обробітку, то на час завершення вегетаційного сезону його щільність суттєво зростає у порівнянні з оранкою, особливо в шарі 5 15 см. Зумовлено це тривалим ( до трьох місяців) і, як правило, для умов України посушливим періодом після збирання культури і до кінця вегетаційного сезону.

За традиційної системи землеробства цей період використовується для проведення кількох заходів, які передбачені системами напівпарового чи поліпшеного зяблевого обробітку ґрунту. Якщо ж в полі не проводиться обробіток в цей період, а використаний він для вирощування проміжної (післяжнивної) культури, в наших дослідженнях гречки, то щільність ґрунту у всіх шарах суттєво зменшується. Таким чином, у системі землеробства No till можна ефективно іншими засобами регулювати щільність ґрунту без механічного його обробітку.

Проте, при переході до такої технології в окремих випадках може виникати проблема переущільнення підорного шару. Ущільнений

69

підорний шар є наслідком тривалого застосування традиційної системи обробітку на одну й ту ж глибину.

2.4.1.2 Твердість ґрунту

Опосередкованим показником щільності ґрунту може до певної міри слугувати його твердість.

Цей показник можна легко визначати в оперативному режимі, використовуючи прилади пенетрометри різних конструкцій. Опираючись на одержані дані про твердість ґрунту за допомогою таких приладів можна судити про сприятливість ґрунтових умов для росту і розвитку кореневої системи сільськогосподарських культур.

На рис. 2.1, 2.2 представлені результати досліджень, проведених НУБіПУ в 2008 році з вивчення твердості ґрунту, які підтверджують, що вона є залежною від технології обробітку ґрунту. Прийнятною для оптимального розвитку кореневої системи більшості сільськогосподарських культур вважається твердість ґрунту до 300 PSI (1 PSI = 7,03 х 10 2 кг/см2. В профілі ґрунту (0 50см) незалежно від системи його обробітку чітко відслідковується три зони, які різняться за показниками твердості.

Рис. 2.1. Твердість ґрунту в полі кукурудзи після сівби залежно від технологій обробітку ґрунту

70