Про­бле­ма плуж­ної підо­шви у грунті та шля­хи її вирішен­ня

За тлу­мач­ним довідни­ком плуж­на підо­шва — це ущільне­ний про­ша­рок під ор­ним ша­ром грун­ту, що ут­во­рюється внаслідок ти­с­ку пло­щи­ни плуж­них аг­ре­гатів на грунт за оран­ки постійно на од­ну гли­би­ну. Плуж­ною її на­зи­ва­ють, оскільки раніше ак­цент в об­робітку грун­ту ро­бив­ся на оран­ку, тоб­то по­ли­це­вий або плуж­ний об­робіток, од­нак досліджен­ня свідчать, що ана­логічну про­бле­му мо­же ство­рю­ва­ти будь-який ро­бо­чий ор­ган, зо­к­ре­ма дис­ки, ла­пи пло­с­коріза чи куль­ти­ва­то­ра.     Вод­но­час тиск ле­за ро­бо­чо­го ор­га­на  на грунт у точці кон­так­ту мо­же до­ся­га­ти 1000 кг/см2. Слід за­зна­чи­ти, що ла­па куль­ти­ва­то­ра за та­ко­го ти­с­ку та­кож істот­но ущільнює грунт у зоні насін­нє­во­го ло­жа, що у по­даль­шо­му не­га­тив­но впли­ває на вод­но-повітря­ний грун­то­вий ре­жим.

Пра­вильнішим бу­де трак­ту­ван­ня, що плуж­ною підо­швою є ущільне­ний про­ша­рок у ор­но­му шарі грун­ту або під ним, який ут­во­рюється внаслідок ти­с­ку пло­щи­ни ро­бо­чих ор­ганів грун­то­об­роб­них аг­ре­гатів за об­робітку на од­ну і ту са­му гли­би­ну (фото 1).

Плуж­на підо­шва є про­бле­мою пе­ре­важ­но тех­но­ген­но­го ха­рак­те­ру і пов’я­за­­на го­ло­вним чи­ном із впли­вом сільсь­ко­го­с­по­дарсь­кої техніки та транс­порт­них за­собів. Так, її фор­му­ван­ня мо­же відбу­ва­тись як під дією на грунт без­по­се­ред­ньо ро­бо­чих ор­ганів грун­то­об­роб­них аг­ре­гатів, а та­кож унаслідок си­с­те­ма­тич­но­го пе­ре­ущільнен­ня грун­ту ру­шій­ни­ми си­с­те­ма­ми ма­шин­но-трак­тор­них аг­ре­гатів (МТА). Ос­танні, ма­ю­чи ма­су від 2–5 т (а зби­раль­на техніка із по­вним за­ван­та­жен­ням — і до 50–60 т), ство­рю­ють знач­не на­ван­та­жен­ня на грунт у про­цесі ру­ху під час ви­ко­нан­ня тех­но­логічних опе­рацій. Це яви­ще по­вто­рюється із ро­ку в рік на 40–80% пло­щі по­ля, то­му має на­ко­пи­чу­валь­ний ха­рак­тер, вик­ли­ка­ю­чи ущільнен­ня грун­ту до гли­би­ни 80–100 см, а в ок­ре­мих ви­пад­ках і більше. Істот­но при­швид­шується цей про­цес за по­ру­шен­ня ви­мог що­до про­ве­ден­ня по­льо­вих робіт, ко­ли техніка за­хо­дить у по­ле за во­ло­гості грун­ту по­над 90% по­льо­вої во­ло­гоємності.

Се­ред куль­тур, які поширені в Ук­раїні, чи не найбільшу за­гро­зу пе­ре­ущіль­нен­ня грун­ту не­суть цу­к­рові бу­ря­ки, ви­ро­щу­ван­ня яких по­тре­бує си­с­те­ма­тич­но­го за­сто­су­ван­ня МТА та важ­ко­го транс­пор­ту для ви­ве­зен­ня вро­жаю. По­при те, що в су­час­них тех­но­логіях ви­роб­ництва цієї куль­ту­ри ча­с­ти­на ме­ханічних об­робітків, спря­мо­ва­них на бо­роть­бу із бур’яна­ми, заміне­на вне­сен­ням гербіцидів, грунт у про­цесі ве­ге­тації все ж та­ки за­знає знач­но­го на­ван­та­жен­ня. Особ­ли­во не­га­тив­ний вплив сільсь­ко­го­с­по­дарсь­кої техніки во­се­ни, ко­ли зби­ра­ють бу­ря­ки (фото 2). У цей період за­зви­чай ви­па­дає пев­на кількість опа­дів, а во­логіший грунт лег­ко піддається ущільнен­ню. Наші досліджен­ня свід­чать, що по колії бу­ря­коз­би­раль­но­го ком­бай­на із по­вним бун­ке­ром просідан­ня грун­ту ста­но­ви­ло близь­ко 10 см.

Інший шлях, яким мо­же фор­му­ва­тись плуж­на підо­шва, пов’яза­ний із грун­то­ви­ми про­це­са­ми, зо­к­ре­ма зро­с­тан­ням кількості пи­ло­подібних ча­с­ток, що відбу­вається внаслідок руй­ну­ван­ня грун­то­вої струк­ту­ри. Потім во­ни по­сту­по­во про­ми­ва­ють­ся вниз із на­ступ­ною аку­му­ляцією на межі ор­но­го ша­ру, який інтен­сив­но об­роб­ляється, та щільнішою ча­с­ти­ною грун­то­во­го профілю. Са­ме че­рез за­ку­по­рю­ван­ня грун­то­вих шпа­рин та міжа­г­ре­гат­но­го про­сто­ру у цій зоні фор­мується во­до­трив­кий і во­до­не­про­ник­ний шар — плуж­на підо­шва, яка у по­даль­шо­му мо­же вик­ли­ка­ти пе­ре­зво­ло­жен­ня у мікро­по­ни­жен­нях у ви­гляді «блю­дець» (фото 3). Ос­танні, за умо­ви спри­ят­ли­во­го мікро­рельєфу, до­сить ча­с­то фор­му­ють­ся на краю по­ля або в ін­ших місцях, де техніка роз­вер­тається або по­втор­но ру­хається, а кратність її про­ходів збільшується у шість-вісім разів.

Ще однією про­бле­мою, яку ство­рює пе­ре­ущільнен­ня грун­ту і плуж­на підо­шва, є, зо­к­ре­ма,  про­яв ерозійних про­цесів че­рез фор­му­ван­ня по­верх­не­во­го сто­ку на по­лях навіть із не­знач­ним ухи­лом. Особ­ли­во інтен­сив­ним він бу­ває на по­верхні грун­ту без мульчі з рос­лин­них ре­ш­ток у разі швид­ко­го та­нен­ня снігу або ви­па­дан­ня дощів зли­во­во­го ха­рак­те­ру (фото 4).

Сільсько­го­с­по­дарські куль­ту­ри до­сить чут­ливі до ста­ну грун­ту, зо­к­ре­ма йо­го щільності (об’ємної ва­ги). За різни­ми оцінка­ми на­уковців, не­добір уро­жаю на по­лях із про­явом плуж­ної підо­шви мо­же ста­но­ви­ти до 30–40%.Пе­ре­ущільне­ний грунт різко зни­жує свою во­до­пог­ли­наль­ну вла­с­тивість. Наші досліджен­ня свідчать, що за­своєн­ня ат­мо­сфер­них опадів грун­том із про­явом плуж­ної підо­шви зни­жується у три-чо­ти­ри ра­зи (таблиця). За зро­шу­ван­ня та­ка різни­ця мо­же бу­ти на по­ря­док ви­щою.

По­ру­шен­ня га­зо­обміну в грунті, де знач­но пе­ре­ви­щені по­каз­ни­ки йо­го щіль­ності, зу­мов­лює зни­жен­ня інтен­сив­ності виділен­ня вуг­ле­кис­ло­ти (СО2) у 1,2–1,8 ра­за, погіршу­ю­чи тим са­мим за­без­пе­ченість рос­лин «будівель­ним» ма­теріалом, яким є вуг­лець. Крім то­го, відбу­вається по­ру­шен­ня мікро­біо­ло­гічної ак­тив­ності. Відомі фак­ти, ко­ли за ущільнен­ня грун­ту ок­ремі гру­пи мікро­­ор­ганізмів, що у зви­чай­них умо­вах є інди­фе­рент­ни­ми, або ней­т­раль­ни­ми, ста­ють па­то­ге­на­ми (Micor, Fusarium, Penicilium), вик­ли­ка­ю­чи за­хво­рю­ван­ня ко­ре­не­вої си­с­те­ми рос­лин — ко­ре­неві гнилі і т. п.

За ущільнен­ня грун­ту спо­с­тері­гається по­ру­шен­ня рос­ту ко­ре­не­вої си­с­те­ми рос­лин. На­уковці до­ве­ли обер­не­ну за­лежність ва­ги ко­ре­не­вої си­с­те­ми від щільності грун­ту. Так, за об’ємної ма­си на рівні 1,5 г/см3 до 80% ко­ренів розміщується у грун­то­во­му шарі 5–10 см, а ре­ш­та фор­мується глиб­ше 10–20 см. Особ­ли­во чут­ливі до на­яв­ності в грун­ті плуж­ної підо­шви куль­ту­ри зі стриж­не­вою ко­ре­не­вою си­с­те­мою (со­няш­ник, бу­ря­ки цу­к­рові, ріпак, соя). Пе­ре­ущільнен­ня грун­ту в ор­но­му шарі зу­мов­лює мич­ку­ватість ко­ре­не­вої си­с­те­ми, що спри­чи­нює погірше­ний пе­ребіг фізіологічних про­цесів рос­ту та роз­вит­ку куль­тур (фото 5). Рос­ли­ни ста­ють ду­же чут­ли­ви­ми до ме­те­о­ро­логічних умов — тим­ча­со­во­го про­яву по­су­хи чи пе­ре­зво­ло­жен­ня. Не­стабільність вод­но­го ре­жи­му, відповідно, погіршує за­своєння еле­мен­тів жив­лен­ня куль­ту­ра­ми.

Крім за­зна­че­но­го ви­ще, за об­робітку пе­ре­ущільне­них грунтів знач­но збіль­шується на­ван­та­жен­ня на грун­то­об­роб­ні ма­шин­но-трак­торні аг­ре­га­ти. Відпо­від­но, зро­с­тає ви­т­ра­та паль­но-ма­с­тиль­них ма­теріалів і спра­цю­ван­ня ро­бо­чих ор­ганів, зни­жується термін служ­би са­мих зна­рядь. На­при­клад, після про­хо­д­жен­ня по­лем трак­то­ра на гу­се­нич­но­му хо­ду опір під час про­ве­ден­ня оран­ки зро­с­тає на 16–25%, після важ­ких трак­торів і ав­то­мобілів — на 45–60, а ком­байнів — на 72–90%.

Зва­жа­ю­чи на складність про­блем, які за­вдає плуж­на підо­шва, кра­щим рішен­ням, звісно, є за­хо­ди із за­побіган­ня її по­ши­рен­ня. З цією ме­тою для кож­ної із сівозмін роз­роб­ляється ди­фе­ренційо­ва­на си­с­те­ма, що пе­ред­ба­чає поєднан­ня об­робітків грун­ту — різних за спо­со­бом і за гли­би­ною. Під час її роз­роб­ки слід  вра­хо­ву­ва­ти низ­ку чин­ників:

• біологічні особ­ли­вості куль­ту­ри (тип ко­ре­не­вої си­с­те­ми) та її ре­акцію на гли­би­ну об­робітку;  кількість побічної про­дукції, яку за­ли­шає по­пе­ред­ник;
• кру­тиз­ну схи­лу по­ля.

У такій си­с­темі, бе­зу­мов­но, є по­ля, де про­во­дять профілак­тичні за­хо­ди із за­побіган­ня ут­во­рен­ню плуж­ної підо­шви. Нині ба­га­то ви­роб­ників грун­то­об­роб­ної техніки приділя­ють цьо­му пи­тан­ню знач­ну ува­гу, то­му про­по­ну­ють ши­ро­ку га­мму аг­ре­гатів. За­зви­чай це чи­зельні плу­ги та куль­ти­ва­то­ри-роз­пу­шу­вачі, що пра­цю­ють на гли­би­ну до 45 см (фото 6).

В Ук­раїні ви­го­тов­лен­ня гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачів і чи­зелів на­ла­го­д­же­но у ТОВ НВП «Біло­церківМАЗ» (тип ГР), ВАТ «Га­ле­щи­на, маш­за­вод» (тип АЧН), ТОВ «Крас­нянсь­ке СП “Аг­ро­маш”» (тип ЧГ) та інших. Во­ни адап­то­вані під се­рій­ні трак­то­ри вітчиз­ня­но­го ви­роб­ництва чи країн близь­ко­го і да­ле­ко­го за­рубіжжя. Провідни­ми світо­ви­ми ви­роб­ни­ка­ми та­ко­го ти­пу зна­рядь є ком­панії John Deere та Wil-Rich (США), Maschio (Італія), Agrisem та Gregoire Besson (Франція), Hatzenbichler (Австрія) та інші.

Гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачі чи­зель­но­го ти­пу за­сто­со­ву­ють суцільним або стрічко­вим спо­со­бом і пе­ре­важ­но у циклі зяб­ле­во­го об­робітку. Суцільне гли­бо­ке роз­пу­шу­ван­ня зна­ряд­дя­ми та­ко­го ти­пу на рівнин­них і схи­ло­вих зем­лях за­сто­со­ву­ють во­се­ни (замість зяб­ле­вої оран­ки) по стер­нь­о­вих фо­нах про­сап­них та зер­но­вих куль­тур на гли­би­ну до 35 см. Стрічко­ве роз­пу­шу­ван­ня, із ши­ри­ною про­хо­ду 2–3 м для важ­ких і 3–4 м — для суг­лин­ко­вих грунтів, про­во­дять че­рез кожні 10–15 м на мак­си­маль­но мож­ли­ву для аг­ре­га­ту гли­би­ну, ви­ко­ри­с­то­ву­ю­чи не­роз­пу­шені стрічки грун­ту як опо­ру для аг­ре­га­ту. Ефек­тивність дії гли­бо­ко­го роз­пу­шу­ван­ня три­валіша, то­му її мож­на про­во­ди­ти рідше — один раз на три-чо­ти­ри ро­ки. Оп­ти­маль­ний рівень во­ло­гості для про­ве­ден­ня чи­зе­лю­ван­ня має ста­но­ви­ти 60–70% най­мен­шої во­ло­гоємності.

Ко­ли плуж­на підо­шва вже на­бу­ла чітких оз­нак, роз­пу­шу­ван­ня ша­ру зав­глиб­шки до 45 см не завжди ефек­тив­не, особ­ли­во на схи­ло­вих зем­лях чи ок­ре­мих по­лях із пе­ре­зво­ло­жен­ням. У та­ко­му разі до­ці­ль­но за­сто­со­ву­ва­ти спеціальні зна­ряд­дя — гли­бо­ко­роз­пу­шу­вачі-щіли­но­різи, здатні ме­ханічно роз­пу­шу­ва­ти грунт до гли­би­ни 0,6 м. Та­кий об­­робі­ток про­во­дять та­кож стрічка­ми за­вшир­ш­ки 1,0–1,5 м. До­дат­ко­во на них мож­на вста­нов­лю­ва­ти роз­ши­рю­вачі для збіль­шен­ня площі роз­пу­шен­ня, а для про­ве­ден­ня кро­ту­ван­ня (спеціаль­но­го дре­на­жу) стійку до­пов­ню­ють спеціаль­ним при­ст­роєм — дре­не­ром.

Щілю­ван­ня як аг­ро­захід най­е­фек­тивніший за про­ве­ден­ня йо­го не­за­дов­го до пе­ред­посівно­го об­робітку під озимі куль­ту­ри. За та­кої тех­но­логії вплив роз­пу­шу­ван­ня на якість сходів ози­ми­ни прак­тич­но відсутній, а в про­цесі фор­му­ван­ня сто­ку во­ло­га обов’яз­ко­во знай­де но­во­у­тво­рені щіли­ни. По зя­бу гли­бо­ке грун­то­роз­пу­шу­ван­ня прак­ти­ку­ють пе­ред на­стан­ням стійко­го про­мер­зан­ня грун­ту.

С. Га­в­ри­лов, завіду­вач відділу об­робітку грун­ту і бо­роть­би з бур’яна­ми,

Національ­ний на­уко­вий центр «Інсти­тут зем­ле­роб­ст­ва НА­АН»