Мінімалізація основного обробітку ґрунту

Мінімальний обробіток ґрунту має свої технологічні особливості, порівняно з класичним основним обробітком ґрунту, і вважається окремою технологією землеобробітку. Основоположником мінімального, ґрунтозахисного, обробітку вважається І. Овсінський. Він зумів на практиці довести економічну, ресурсоощадну та ґрунтозахисну ефективність застосування мінімального обробітку ґрунту та особливостей способу сівби зернових для степової зони України.

Основою цієї системи є правильно регульовані агрофізичні та агрохімічні властивості, які комплексно впливають на поживний режим і доступність елементів живлення з ґрунту. Ґрунт має бути рихлим, у міру вологим, аерованим і насиченим рослинними рештками. Розпушення посівного шару забезпечить атмосферну іригацію, а помірно вологий ґрунт сприятиме стабільному розкладанню біомаси ґрунтовими мікроорганізмами (нітрифікація). Завдяки процесу окультурювання ґрунту, одночасно відбуватиметься повний цикл ґрунтових процесів. А відтак сформоване поживне ґрунтове середовище (родючий шар) має одночасно забезпечувати проходження процесу нітрифікації, який не знижуватиметься від наявної в середовищі вугільної кислоти та активно впливатиме на процес розкладання мінеральних речовин у ґрунті, що без впливу цієї кислоти практично неможливо.

Особливістю вугільної кислоти є її глибше проникнення в ґрунт, порівняно з повітрям, завдяки своїй масі, яка в 1,5 рази більша, тому вплив на мінеральну частину ґрунту відбувається в глибших шарах. Окрім того, в результаті тісного контакту повітря з біомасою, що міститься на поверхні поля й частково перемішана з ґрунтом і водою, утворюється вугільна кислота. Її дія впливає на поживний режим ґрунту та доступність для засвоєння рослинами елементів живлення. Досягнення цієї гармонії залежить від обробітку ґрунту та принципу дії ґрунтових робочих органів. Відсутність у ґрунті кисню призводить до зниження розкладання фосфоритів під дією кислот, які утворились у процесі мінералізації. Внаслідок цього частково припиняється розвиток кореневої системи рослин.

Основною проблемою ранньовесняного та осіннього періоду є низька температура повітря ґрунту, яка може впливати на процеси мінералізації пожнивних решток і отримання сходів. Так само несприятливо впливає й зростання температури на відкритій поверхні ґрунту у верхньому шарі, що призводить до непродуктивного випаровування вологи та зниження активності ґрунтової мікробіоти.

Поступовий перехід від мінімального обробітку ґрунту до no-till та strip-till передбачає проведення обробітку в звуженій зоні не суцільно, а саме в контактній зоні рядка. Це сприяє формуванню сприятливих агрофізичних умов для якісної сівби, кращого контакту насінини з ґрунтом і вологою в ньому та цільовій локалізації максимально щільного живильного середовища з доступною формою мінеральних добрив для засвоєння рослинами в стартовий період. Перехідний період може бути тривалим, але в ґрунті відбуваються незворотні процеси, і виділити домінуючий за важливістю процес неможливо, оскільки досить складно розділити їх на окремості, тому аналізується цілісність і комплексність системи. Завдяки синергізму системи, що складається з елементів технології no-till, активізуються природні ґрунтові процеси не в прискореному, а в природному режимі, відбувається біологізація, оздоровлення та збереження екосистеми як цілісного об’єкту.

ПЕРЕВАГИ ПЕРЕХОДУ НА МІНІМАЛІЗОВАНИЙ ОБРОБІТОК ҐРУНТУ:

забезпечується стійкість поверхні ґрунту до вітрової та водної ерозії, забезпечується збереження вологи в ґрунті, особливо в районах із дефіцитом зволоження;

вдається позбутися плужної підошви, саморозущільнення ґрунту завдяки побудові сівозміни з насиченням культур із потужною кореневою системою;

зменшення навантаження ходовими системами трактора на ґрунтову товщу запобігає надмірному ущільненню і підвищенню твердості ґрунту;

зменшується необхідність в широкому асортименті техніки, але зростають потреби в технічному забезпеченні (навігація) технології — наявності відповідних сівалок чи комплексу машин, що розширить можливості виконання декількох технологічних заходів. Це одночасно знизить механічну дію на ґрунт, що не перевищуватиме 20% обробленої площі поля;

можливість раннього виходу в поле навесні. Також розширюється діапазон агротехнічних строків сівби для ярих ранніх культур, знижуються витрати на польові роботи, що особливо актуально для районів із дефіцитом зволоження та пересиханням верхнього шару ґрунту, надмірним зростанням температури ґрунту;

зменшення навантаження на ґрунт завдяки зменшенню кількості виконуваних технологічних заходів, а об’єднання декількох робіт в один технологічний процес забезпечує економію робочої сили, зменшення асортименту техніки та зниження витрат на пально-мастильні матеріали.

НЕГАТИВНІ СТОРОНИ ТРИВАЛОГО ПРОВЕДЕННЯ МІЛКОГО ОБРОБІТКУ ҐРУНТУ:

надмірне ущільнення нижнього, 10–30-сантиметрового шару ґрунту в перші 3–5 років застосування системи. Частково запобігти цьому можливо шляхом висівання культур зі стрижневою кореневою системою, сидератів і застосуванням кулісних посівів;

зростання непродуктивних втрат вологи та поверхневий стік води на безструктурних ґрунтах і ерозійно нестійких під час опадів зливового характеру;

проблема з прорізанням зони рядка та підготовкою посівного ложа, поширення слимаків, мишей (полівки) внаслідок формування великого об’єму біомаси культур на поверхні;

також надмірний об’єм біомаси на поверхні формує пухку «подушку», яка повільніше мінералізується, що може негативно впливати на строки та рівномірність (дружність) сходів унаслідок утворення нещільного насіннєвого ложа, зниженого контакту насінини з вологим ґрунтом, надмірної кількості кореневих решток у 0–5-сантиметровому шарі ґрунту, а також зниження температури ґрунту;

несприятливі фізико-хімічні властивості кореневмісного шару ґрунту, зафосфачування, надмірне акумулювання біогенних елементів у кореневмісному шарі ґрунту через низьку їхню мобільність і в результаті застосування неправильно дібраних форм і норм мінеральних добрив;

поширення падалиці, надмірна забур’яненість внаслідок низької ефективності ґрунтових гербіцидів, а також через неправильне введення в сівозміну/ чергування культур, які пригнічуватимуть бур’яни.

Мінімізація основного обробітку ґрунту з проведенням поверхневого, до 8 см завглибшки, розпушення ґрунтового шару буде критичним заходом і лімітуватиме реалізацію продуктивності культур на ґрунтах із слабовираженою структурою або на безструктурних ґрунтах, обумовлюючи зростання щільності ґрунту, зниження водопроникності. Основним завданням мінімалізації обробітку є збереження вологи та попередження її непродуктивних втрат. Великою перевагою такого обробітку є боротьба з ерозійними процесами (водна та вітрова ерозії). У таких самих напрямках буде й ефективність застосування мінімального обробітку ґрунту — no-till і strip-till технологій.

Існує думка, що природна здатність ґрунту до надмірного ущільнення зростає в напрямках із півдня на північ та зі сходу на захід.

Ґрунтуючись на агрофізичних властивостях і родючості ґрунту, ведення парів на чорноземах дає можливість застосовувати мінімальний обробіток ґрунту. Часткове вилучення парів дасть змогу знизити механічну дію на ґрунт, відтворити природний рівень структури та сприятиме зростанню водостійких ґрунтових агрегатів. Кількість агрегатів розміром 0,25 мм вважається достатньою, якщо вона перевищує понад 40–50%. На сірих лісових ґрунтах ефективність мінімального обробітку буде нижча, ніж на чорноземах, що пояснюється низькою природною родючістю перших, здатністю до запливання та надмірного ущільнення. На ясно-сірих, дерново-підзолистих — потрібно постійно окультурювати кореневмісний шар ґрунту завдяки застосуванню органічних і мінеральних добрив, насичувати ґрунт свіжою органічною масою шляхом залучення побічної продукції агрокультур, проводити хімічну меліорацію. Таким чином розущільнювати та регулювати повітряний режим ґрунту.

Саме диференційований спосіб основного обробітку матиме найвищий рівень ефективності: проведення максимально можливої кількості мінімальних обробітків та один раз за ротацію сівозміни — глибокого розпушення плоскорізом, глибокого чизелювання чи полицевого ґрунтообробітку з внесенням органічних добрив.

Особливістю технології вирощування культур за nо-till і mini-till є принцип дії та спосіб виконання обробітку ґрунту. Технологія має містити в собі правильно сформовану сівозміну, яка складатиметься із зернових, зернобобових, олійних культур і водночас забезпечуватиме часткове відтворення родючості ґрунту завдяки надходженню різного об’єму біомаси з різним періодом мінералізації (співвідношення C:N). Також завдяки сівозмінному фактору відбуватиметься боротьба з бур’янами. Крім того, слід застосовувати сидеральні, кулісні посіви та підсівання покривних культур.

Є думка, що саме за використання технології nо-till зростає хімічне навантаження на ґрунт у разі застосування підвищених доз гербіцидів суцільної дії на основі гліфосату. Саме в країнах, які є початківцями та розробниками такої технології, основною їхньою проблемою є резистентність бур’янів до гербіцидного препарату. У Аргентині, Австралії проведено дослідження, за даними яких підтверджено явище резистентності до бур’янів у посівах генетично модифікованої сої, внаслідок чого такі землі мають істотно нижчу ціну оренди. Тому за впровадження nо-till-технології слід раціонально підходити до застосування гербіцидів, які теж є недешевим продуктом у боротьбі з бур’янами.

Технологія strip-till, або смуговий спосіб обробітку ґрунту, набуває поширення за вирощування культур із широкорядним способом сівби — соняшнику, кукурудзи, в меншій мірі ріпаку та сої. Впровадження такої системи потребує точних технологічних рішень і дає змогу отримати максимально можливий рівень продуктивності. Очевидним є й те, що така технологія потребує відповідної їй техніки, зокрема сівалок, і є не з дешевих. Окупність придбання машинного комплексу може тривати не один сезон, але правильно дібрані з інженерною допомогою технологічні складові можуть окупитись уже найближчим часом.

Основними захисними заходами проти них є запровадження сівозміни, висівання культур, які зменшують конкуренцію та працюють методом пригнічення бур’янів. Застосування різної щільності посіву домінуючої культури, висівання сільгоспрослин різних строків вегетації, із різними фізіологічними особливостями — конфігурацією листостеблової маси, кореневими виділеннями, рівномірне розподілення біомаси культури попередника поверхнею — все це в комплексі є дієвим заходом у боротьбі з бур’янами.

Залучення біомаси в біологічний цикл кругообігу поживних речовин як живильне середовище для ґрунтових мікроорганізмів забезпечить зниження хімічного навантаження на ґрунт. Локалізація великого об’єму біомаси з нерівномірними її розмірами на поверхні поля в перші декілька років теж можуть становити проблему для посіву. Вона потребує подрібнення та рівномірного розподілу поверхнею. Наприклад, довгі стебла кукурудзи чи соняшнику, які якісно не подрібнили, можуть впливати на сівбу, особливо озимих культур, адже за такий короткий період між збиранням і сівбою значна й груба біомаса не втратить свою анатомічну форму, тому прорізання та підготовка зони рядка для сівби є проблемою.

Щодо особливостей впливу біомаси на поживний режим потрібно зазначити, що можливий прояв дефіциту азотного живлення, особливо після зернових, у яких широке співвідношення C:N — 60–100:1 (пшениця, ячмінь, жито) та в меншій мірі після олійних (ріпак, соняшник) і зернобобових (нут, соя, горох, люпин) культур на піщаних і вологих, бідних на азот ґрунтах.

Перехід від класичної культури ведення землеробства, з проведенням того самого полицевого обробітку ґрунту, в районах із дефіцитом вологи не забезпечує зростання рентабельності та прибутку. Тому в таких умовах господарювання все частіше відбувається перехід на нову, ощадну, систему обробітку ґрунту та до кінця ще не вивчену технологію вирощування агрокультур.

Фактично дефіцит вологи та зниження природного рівня родючості останнім часом постійно зростають, а це основні чинники, які спонукають шукати й застосовувати ефективніші елементи технології ґрунтообробітку. Тому ведення нової культури землеробства та синергізм низки простих, але дієвих чинників забезпечують створення цілісної, живої, активної, готової протистояти антропогенному навантаженню системи, в якій реалізовуватиметься генетичний потенціал культури.

Н. Борис, канд. с.-г. наук, старш. наук. співробітник, ННЦ «Інститут землеробства НААН»

Журнал «Пропозиція», №1, 2021 р.