Стрип-тілл в малих та середніх господарствах: перспективи впровадження

Проте не всі технології обробки грунту  завжди ефективні з погляду повноцінного використання добрив і раціонального загортання рослинних решток. Так, суцільну обробку грунту нелогічно проводити за виробництва просапних зернових культур. А, наприклад, за традиційної системи обробки грунту обробляється весь орний горизонт, що є витратною операцією, до того ж при цьому проблемним залишається внесення добрив та ефективність їхнього використання. У консервувальній технології проблематичним є отримання смуги із потрібними параметрами грунту в різних за глибиною шарах. У міні-тілл і ноу-тілл неможливо розмістити добрива у глибинних горизонтах і локалізовано розподілити поверхнею поля рослинні рештки. Технологія стрип-тілл узяла переваги кожної із систем обробки грунту, що дає змогу отримати у зоні розвитку і росту кореневої системи рослин якісно оброблений грунт зі сприятливим для вегетації рослин фракційним складом, розвиненою мережею тріщин у глибинних горизонтах смуги для поліпшення аерації, вологонакопичення і вологозбереження. Також вона забезпечує локальне розміщення потрібної дози мінеральних добрив у раціональних грунтових горизонтах та рівномірне розподілення рослинних решток у міжсмуговому просторі, що сприяє оптимізації термічного режиму грунту і кращому утриманню вологи.

Широкомасштабне виробниче використання системи стрип-тілл пов’язане із технологіями вирощування кукурудзи в США. Окрім кукурудзи, ця технологія не менш актуальна для вирощування інших просапних культур: сої, соняшнику, сорго, цукрових буряків, ріпаку.

В умовах обмеженої інформації про волого-температурні властивості грунту в смугах і міжсмуговому просторі, особливо в умовах посушливого періоду, актуальним рішенням є впровадження комплексу машин для смугового обробітку грунту, що забезпечує планований ефект.

Серед ефектів такої системи виділимо наступні:

• частковий обробіток грунту і поліпшення екології,
• економія палива і матеріальних ресурсів,
• оптимізація режиму зволоження грунту,
• раціональне використання мінеральних добрив,
• мінімізація парку машин і зменшення рівня спрацювання їхніх робочих органів,
• підвищена стійкість культур сівозміни до впливу змін клімату.

Базовий комплекс машин для обробітку культур за стрип-тілл грунтується на виконанні чотирьох технологічних операцій:

1. формування смуг,
2. проведення сівби,
3. виконання заходів із догляду за посівами
4. збирання врожаю.

Дві перші технологічні операції у системі стрип-тілл можуть бути реалізовані за двома принципами виконання технологічного процесу — рознесення і суміщення (поєднання).

Техніка для стрип-тілл

Аналіз розвитку техніки для смугового обробітку грунту, представленої на останніх світових спеціалізованих виставках, показує, що практично кожна із відомих фірм — виробників грунтообробної і висівної техніки має у своїй номенклатурі також і машини для смугового обробітку. При цьому кожна фірма пропонує свої підходи із використання сільськогосподарських знарядь. У зв’язку з цим можна говорити про багатоваріантність пропонованих техніко-технологічних рішень, які до того ж значно варіюються із урахуванням умов конкретного господарства.

Для цієї технології використовують спеціалізовану сільгосптехніку як великих компаній, відомих світових виробників: Krause (Gladiator), Sunflower (серія 7600), Wil-rich (серія 357), Horsch (Focus), Kuhn (Stringer), John Deere (2510), так і обладнання вузькоспеціалізованих невеликих фірм — Yetter (Maverik), Remlinger (PST), Bigham Brothers (Strip Till), Dawn (модель 7772), Unverferth (Ripper-Stripper), Orthman (1tRIPr). Зазначені компанії мають досвід відродження цієї технології, який напрацьовувався протягом років та десятиліть (фото 1). Водночас, за даними останніх виставок, у 2015–2016 роках це обладнання уперше поставлено на ринок фірмами Po..ttinger, Evers, Rabe, LavdLuvr, Kvernelend, Farmet, Blu-Jet (фото 2).

Як правило, в Україну завозять багаторядні агрегати смугової обробки грунту, призначені для великотоварних підприємств. Пояснюється це високою вартістю обладнання. У середньому ціна однієї секції становить близько 5–7 тис. дол. США. Водночас така технологія надзвичайно актуальна для малих та середніх господарств, оскільки для цих структур техніко-технологічне забезпечення має бути доступним і за інформацією про нього, і за ціною.

Найпоширеніші агрегати для проведення осіннього середньоглибинного стрип-тіллу — до 20–30 см. Класичний приклад таких агрегатів — 1tRiPr (Orthman), Gladiator (Krause), Till-n-Plant (Schlagel), 7600 (Sanflower). Обов’язковим елементом конструкції цих агрегатів є стояк для обробітку грунту на глибину 20–30 см. Через цей стояк глибоко в грунт можна подавати рідкі і/або сипкі добрива, у тому числі на два рівні внесення. Такі агрегати найпоширеніші і, як правило, добре придатні для осіннього обробітку грунту. І, навпаки, слід мати на увазі, що використання їх для проведення весняного грунтообробітку недоцільне у зонах недостатнього зволоження, позаяк стійка сильно висушує грунт, виносячи на поверхню його вологу частину.

Другою особливістю середньоглибинних агрегатів є те, що стояки глибокорозпушувача розташовуються, як правило, на одній секції на паралелограмному навісному пристрої — таке навішування за важких умов обробітку, наприклад під час посухи, не дає змоги заглибити стояк більш ніж на 25 см. Однак паралелограмний навісний пристрій забезпечує рівномірний обробіток за всією шириною агрегату, у тому числі широкозахватних (11 м). Проте це устаткування придатне для поєднання його із сівалкою для одночасного формування смуг, внесення добрив і висіву.

Фірми Horsch, Mzuri (фото 3) пропонують висівні агрегати, які реалізують принцип поєднання функцій — формування смуг і висів. В Україні досвід використання цих машин є на Київщині — у господарстві «Розволожжя» Сквирського району та ФГ «Степ», що в с. Гостра Могила Ставищанського району.

Щодо устаткування для формування смуг — його можна розподілити на три основні категорії: легке, середнє і важке (залежно від ваги секцій і глибини обробітку). Відповідно до ступеня дії на грунт агрегати для реалізації технології стрип-тілл можна розподілити на дві основні групи: весняні (легкі) й осінні (середні і важкі).

Агрегати для технології стрип-тілл, які використовують навесні, призначені, в основному, для очищення смуги від рослинних решток і помірного поверхневого розпушення грунту (водночас можна вносити мінеральні добрива на глибину зони такого розпушення).

Найпоширеніші агрегати для осінньої технології стрип-тілл — із глибиною обробітку грунту до 20–30 см. Тож на цих агрегатах обов’язковий глибокорозпушувач, що забезпечує основну обробку грунту на глибину 20–30 см, а також додаткові робочі органи — культерний ніж, очисні диски, турбодиски, коток. За допомогою глибокорозпушувача у грунт можна подавати рідкі і/або сипкі добрива (і в тому числі — із можливістю одночасного внесення їх на два різних рівні). Такі агрегати найпоширеніші і, як правило, добре придатні для виконання осіннього обробітку грунту. За використання їх для проведення весняного обробітку в зонах недостатнього зволоження глибокорозпушувач сильно висушує грунт, виносячи на поверхню його вологу частину.

Важливим нюансом застосування системи стрип-тілл та відповідних агрегатів є те, що необроблена смуга виступає своєрідним буфером, який позитивно взаємодіє з обробленою зоною щодо забезпечення вологообміну, відновлення і нормалізації життєдіяльності грунтової біоти.

У жорстких умовах ринкових відносин, коли фінансова складова домінує над логікою агрономічних канонів, виробники сільськогосподарської продукції не завжди дотримуються вимог сівозміни. На нашу думку, у такому разі актуальним питанням є використання смугового обробітку грунту, який у світі ефективно застосовують за виробництва монокультури — кукурудзи у складі короткоротаційних сівозмін.

Прикладом такого використання є короткоротаційна трипільна сівозміна: кукурудза (міжряддя — 70 см), кукурудза (міжряддя — 70 см) та соя (міжряддя — 45 см). Її застосування забезпечує найбільшу продуктивність за вузького набору культур із широкорядним способом сівби, які поєднуються у сівозміні як добрі попередники і належать до різних таксономічних груп.

Наразі у процесі впровадження технології стрип-тілл для малих і середніх господарств України постають такі актуальні питання, як вибір раціональних схем сівби просапних культур із різними міжряддями, оптимізація стану параметрів грунту, сівби різних культур, дослідження чутливості культур до глибини внесення добрив. Вони потребують ширшого дослідження, напрацювання відповідної інформації та аналізу даних, щоб їх можна було використати для розробки вихідних вимог до технологічних процесів формування смуг і сівби кукурудзи та сої. Тому ця інформація корисна як для виробників сільськогосподарської продукції, так і для машинобудівників.

Враховуючи таку потребу, СТВФ «Агрореммаш» та ПАТ «Червона зірка» у науковому супроводі УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого активно включились у дослідження та пошук шляхів вирішення проблеми, яка поєднує два завдання: забезпечити широке впровадження технології смугового обробітку в Україні і зробити її максимально доступною для господарств із незначними ресурсами. Для виконання цього завдання зрештою було розроблено дослідний зразок агрегату смугового обробітку грунту СТА-4 та сівалку для проведення висіву у сформовані смуги.

Як було сказано вище, формування смуг грунтується на використанні короткоротаційної сівозміни (кукурудза — кукурудза — соя) із різною шириною міжрядь культур, що визначає особливості конструкції секції для формування смуг. Це дає змогу виконувати сівбу із міжряддями: для кукурудзи — 70, а для сої — 45 см. Ключовою вимогою під час проведення висіву є робота в умовах наявності на поверхні грунту значної кількості решток кукурудзи або сої, із якими мають справлятись робочі органи агрегатів — якісно їх перерізати і водночас очищувати зону сівби.

Вимоги

Вимоги до технологічного процесу формування смуг і сівби просапних культур сівозміни за системою стрип-тілл. Якісне висівання у сформовані смуги неможливе без сівалки, секції якої мають містити колтерний диск для розрізування пожнивних решток і грунту та зірочки, що виконують очищення рядка (рис. 1, фото 4).

Було проведено порівняльні агротехнічні дослідження: висівання культур (кукурудзи і сої) на ділянках, оброблених за системою стрип-тілл, і на контрольних — після оранки та проаналізували отримані дані (фото 5).

На у висновку представлено сходи кукурудзи, сої і посіви кукурудзи у фазі росту і наливання зерна.

Слід відмітити, що польові дослідження розпочались у 2014–2015 роках. Причому 2015 рік, коли було отримано перший урожай за смугового обробітку грунту, характеризувався браком опадів: за середньобагаторічної норми 587,6 мм їх випало лише 392,4 мм, тобто нестача вологи за вказаний період становила 195,2 мм. До того ж опади розподілялися вкрай нерівномірно.

Крім цього, протягом вегетаційного періоду 2015 року сума активних температур (понад 10°С) становила 3051,6°С, що на 163,8°С перевищує середньобагаторічну норму. Враховуючи наведені вище дані, визначений гідротермічний коефіцієнт (ГТК) Селянінова у середньому за вегетаційний період 2015 року становив 0,52, що не відповідає середньобагаторічному значенню, а значно нижче за норму (в діапазоні значень ГКТ 0,2–0,7 умови природного зволоження класифікуються як дуже посушливі).

Зважаючи на такі несприятливі умови сівби за системою смугового обробітку грунту, порівняно із традиційним обробітком — оранкою, посіви культур були розвинуті краще і забезпечили прибавку врожаю. Пояснюється це локалізованим розміщенням добрив і кращою вологозабезпеченістю завдяки її поліпшеному збереженню в грунті.

На прикладі визначення запасів продуктивної вологи у шарі грунту 0–40 см (рис. 2) можна стверджувати, що вміст вологи у смугах для кукурудзи, висіяної по кукурудзі і сої, є кращим порівняно із контролем (оранка). Це пояснюється тим, що необроблена частина міжряддя краще утримує вологу і є вологопідживлюючою зоною для смуг із посівами.

Ефективність

У науковій літературі наводиться низка можливих складових, які формують ефективність використання технології смугового обробітку грунту, зокрема:

• значна (в рази) економія паливно-мастильних матеріалів, моторесурсу, часу й енерговитрат;
• часткова обробка площ;
• позитивний вплив пожнивних решток у міжряддях на гумусовідтворення;
• запобігання ерозії грунту;
• боротьба із бур’янами;
• багаторівневий принцип розміщення добрив у рядку; раннє прогрівання грунту;
• накопичення вологи.

Висновок

Технічно технологія смугового обробітку грунту для малих і середніх господарств має грунтуватись на застосуванні комплексу машин, доступних за ціною, невеликої рядності, із можливістю переналагоджування на ширину міжрядь 70 та 45 см, оскільки технологічні операції формування смуг і сівби для культур сівозміни рознесені у часі і потребують урахування  певних особливостей щодо формування ширини смуг, глибини їхнього обробітку, необхідності дотримання відповідної глибини внесення добрив, забезпечення якісної сівби в умовах наявності значної кількості рослинних решток.

Попередній розрахунок визначення ефекту лише від зменшення експлуатаційних витрат (порівняйте: базова технологія традиційного обробітку передбачає виконання п’яти технологічних операцій — дворазового подрібнення решток, внесення добрив, проведення оранки, підготовку грунту, сівбу, — тоді як альтернативно можна використати тільки дві — формування смуг із одночасним унесенням добрив і сівбу) показує, що у господарствах із малим і середнім розмірно-ресурсними рівнями, порівняно із традиційною системою грунтообробітку, зменшення експлуатаційних витрат становить 34%, а економія паливно-мастильних матеріалів — 43%.

Л. Шустік, канд. техн. наук, завідувач відділу УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого,

Л. Мариніна, канд. техн. наук, ст. наук. співробітник,

М. Новохацький, канд. с.-г. наук, завідувач відділу,

С. Маринін, завідувач лабораторії,

В. Чайка, провідний агроном