Основні технології обробітку ґрунту

Науковці Університету штату Небраска, одного з провідних землеробських штатів (і одного з найпосушливіших у землеробській зоні країни) виконали короткий порівняльний огляд технологій ґрунтообробітку, що застосовуються в штаті, багато в чому схожому за своїми умовами на степову зону України.

Оранка

Цей вид обробітку ґрунту дає змогу практично повністю заробити пожнивні рештки і переміщує насіння бур’янів на велику глибину, заважаючи йому сходити. Подальші операції з обробітку ґрунту, такі як дискування і культивація, забезпечують рівномірність засвоєння добрив та пестицидів і вирівнювання поверхні ґрунту. До того ж культивація знищує бур’яни.

Для перезволожених ґрунтів рекомендується зяблева оранка. Оборот пласта прискорює прогрівання і висихання цих ґрунтів, що дає змогу раніше виконати весняні польові роботи. Хоча це також прискорює ерозію, але перезволожені ґрунти зазвичай розташовані на рівній, пласкій місцевості, так що змивання ґрунту може бути незначним. Оборот пласта розширює оптимальні строки для весняних польових робіт.

Однак на схилах загроза водної ерозії ґрунту взимку й навесні зростає, адже пожнивні рештки не затримують її. В сухих місцевостях до цього додається аналогічна небезпека вітрової ерозії.

Весняна оранка знижує шкоду від водної та вітрової ерозії в зимовий період, але забирає багато часу й трудових ресурсів у гарячу пору. Крім того, після оранки утворюються грудки, отже, виникає потреба в додаткових операціях з формування насіннєвого ложа. Також оранка навесні та наступні обов’язкові операції з обробітку ґрунту спричиняють надмірне пересушування ґрунту.

Чизелювання

Чизелювання залишає за собою нерівну поверхню і зберігає на поверхні 50–70% пожнивних решток кукурудзи чи сорго залежно від виду робочих органів, густоти їх розташування, швидкості та глибини обробітку. Найбільше пожнивних решток залишають вузькі прямі робочі органи завширшки близько 5 см. Однак є культури, пожнивні рештки яких дуже легко подрібнюються, і в цьому випадку навіть вузькі робочі органи заробляють занадто багато пожнивних решток, залишаючи недостатній захисний шар на поверхні.

Якщо ерозія невелика, найкращим рішенням є вигнуті робочі органи шириною 7,5 або 10 см, які перевертають більше ґрунту і заробляють більше пожнивних решток. В західній частині «кукурудзяного поясу» США широкі робочі органи інколи використовуються на чизельних плугах на пожнивних рештках пшениці, щоб підрізати бур’яни і залишати пожнивні рештки на поверхні.

Зазвичай чизелювання проводиться восени з наступними одним чи більше обробітками ґрунту навесні. Восени частина пожнивних решток розрізається і заробляється, і вони за зиму краще розкладаються, ніж пожнивні рештки, залишені на поверхні. Частково розкладені пожнивні рештки легко подрібнюються і заробляються під час весняних ґрунтообробних операцій.

На багатьох видах ґрунтів перший весняний обробіток — дискування, культивація чи прохід комбінованого ґрунтообробного агрегату — забезпечує лише обмежену заробку пестицидів і добрив. Повнішу заробку забезпечує другий прохід ґрунтообробного агрегату, але в цьому випадку погіршується контроль пожнивних решток і ерозії.

Весняне чизелювання ускладнює ерозію взимку, але посилює втрату ґрунтової вологи, що знижує врожайність, особливо в посушливих регіонах. Також весняне чизелювання призводить до утворення грудок, що потребують додатково ґрунтообробітку з метою формування насіннєвого ложа.

Чизельний плуг може застрягати в дуже важких або вологих пожнивних рештках, якщо перед цим не було подрібнено стебла або проведено легкий ґрунтообробіток. Ці додаткові операції підвищують витрати пального і праці. Тому, щоб виконати обидві ці операції за один прохід, на деяких чизельних агрегатах перед чизелями встановлюють сошники або диски, виставлені на глибину, що забезпечує розрізання пожнивних решток. Це зменшує ймовірність забивання чизеля пожнивними рештками. Відстань між робочими органами в ряду у таких агрегатів становить 38 см порівняно з 30 см у стандартних чизельних плугів.

Дискування (і/або культивація)

Дискова борона — найпоширеніший ґрунтообробний агрегат у «кукурудзяному поясі» США. Зазвичай за нею йде культиватор, щоб підготувати насіннєве ложе.

Після дискування пожнивних решток кукурудзи, сорго або пшениці від 40 до 70% їх загальної кількості залишається на поверхні. Зазвичай якщо продискувати пожнивні рештки кукурудзи або сорго більш ніж двічі, занадто багато їх буде зароблено в ґрунт, через що посилиться ерозія. Одного дискування достатньо, якщо після нього виконується культивація з метою остаточної підготовки насіннєвого ложа. Однак якщо пожнивні рештки легко кришаться, навіть один прохід будь-яким ґрунтообробним агрегатом не залишає на поверхні достатньо пожнивних решток, щоб контролювати ерозію.

Осіннє дискування заощаджує час на весняні польові роботи, але збільшує небезпеку водної та вітрової ерозії і знижує снігозатримання. Весняне дискування мінімізує ерозію взимку і рекомендується для добре дренованих і легших за механічним складом ґрунтів.

Дискування заробляє в ґрунт гербіциди та інші препарати поверхневого внесення. Зазвичай проблема з дискуванням виникає, коли ґрунт перезволожений. В цьому випадку заробляння будь-чого в ґрунт нерівномірне, утворюються грудки, а разом з ними — потреба в додатковому ґрунтообробітку, а нижче глибини дискування утворюється щось на кшталт плужної підошви, яка перешкоджає проникненню коріння вглиб, що знижує врожайність, особливо в посушливі роки.

Передпосівна культивація завершує обробіток ґрунту. Обсяг пожнивних решток, що заробляється культиватором, залежить від часу, що пройшов від попереднього обробітку ґрунту, і погоди в цей період. Якщо культивація проводиться протягом 2–3 днів після попереднього ґрунтообробітку, кількість пожнивних решток на поверхні може зберегтись. Інколи, зокрема, після кукурудзи, проведення культивації вже незабаром після попередньої ґрунтообробної операції призводить до підняття зароблених пожнивних решток і незначного збільшення їхньої кількості на поверхні. З іншого боку, якщо за час між обробітками ґрунту пожнивні рештки частково розклалися, культивація знижує покриття поверхні ними.

Один прохід культиватора або комбінованого ґрунтообробного агрегату може замінити дискування. Найчастіше таке застосовується після сої. В цьому випадку після обробітку в один прохід зростає врожайність або знижуються затрати порівняно з більш інтенсивним ґрунтообробітком, оскільки пожнивних решток сої недостатньо, щоб ефективно захистити поле від ерозії.

Мульчування пожнивними рештками крупностеблових культур

Плоскоріз — звичний ґрунтообробний агрегат у регіоні Високих Рівнин — підрізає бур’яни при корені, не зачіпаючи більшої частини стеблостою зібраної культури і мінімально порушуючи поверхню ґрунту. Плоскорізний обробіток — звичайна операція влітку після збирання зернових колосових. Він знищує бур’яни і розпушує поверхню. На більшості типів ґрунтів, особливо глинистих, плоскорізний обробіток не рекомендується в весняний час.

Щоб знищити якомога більше бур’янів, плоскорізний обробіток слід проводити на невелику глибину і виконувати в спеку, коли ґрунт сухий. Плоскоріз піднімає з ґрунту дрібні бур’яни, вириваючи їх з корінням, і вони висихають. Більші бур’яни плоскоріз підрізає. Перевищення оптимальної глибини плоскрізного обробітку часто залишає коріння в ґрунті, завдяки чому бур’яни відростають. Покращує контроль бур’янів встановлення за плоскорізами ротаційних борін. Внаслідок їх застосування знижується кількість пожнивних решток і краще подрібнюється ґрунт.

Мілкий обробіток ротаційними боронами або плоскорізами забезпечує щільне насіннєве ложе і відповідний контроль бур’янів. Такий обробіток проводиться зазвичай у сухих місцевостях — він залишає на поверхні щонайменше 30% пожнивних решток. Заміна цієї операції на дискування або культивацію значно зменшує кількість пожнивних решток і, відповідно, ерозійний контроль.

Використання гербіцидів і сівба після одного проходу плоскорізом знімає потребу в подальших ґрунтообробітках, залишаючи більше пожнивних решток на поверхні ґрунту. Втім, це може створити проблеми під час сівби по причині занадто пухкого ґрунту і недостатнього контакту насінини з ґрунтом. Додатковий обробіток ґрунту ущільнює його.

Вирощування культури на гребенях

За цієї технології культури вирощується на гребенях, сформованих під час вирощування попередника. Контроль бур’янів у рядку забезпечується смуговим внесенням гербіциду за сівалкою. Культивація знищує бур’яни в міжряддях і відновлює гребені, що використовуватимуться наступного року.

Вирощування в гребенях знижує ерозію за рахунок того, що пожнивні рештки вкривають поверхню ґрунту аж до сівби. Після сівби може залишатися від 30 до 50% пожнивних решток, але розподілені вони нерівномірно: вони укривають міжряддя, але не вкривають рядки. Задля контролю ерозії, як зазначає Служба консервації природних ресурсів Міністерства сільського господарства США, висота гребенів відразу після сівби має становити від 7,5 до 12,5 см. Для якомога ефективнішого контролю ерозії радять влаштовувати гряди приблизно паралельно контуру поля.

Сівозміна впливає на прийнятність вирощування культур на гребенях. «Підновлювання» гребенів культиватором з року в рік робить цю технологію зручною для безперервного вирощування проспаних культур. Зазвичай рекомендується дві культивації: перша розпушує ґрунт і підрізає бур’яни, друга додатково контролює бур’яни і підновлює гребені. Щоб легше було сіяти, гребені повинні бути заввишки 15–20 см з округлою або плоскою верхівкою. Правильна форма гребеня і щорічне його підновлення є ключовими факторами успіху вирощування на гребенях. Тому важливо не зруйнувати гребені колесами техніки, особливо під час збирання.

Технологія вирощування на гребенях підходить для рівних полів або ділянок зі слабким ухилом та для погано дренованих ґрунтів. Гребені навесні швидше нагріваються і сухіші. Ця технологія добре підходить для ґрунтів, які рано навесні зазвичай перезволожені, як на півночі «кукурудзяного поясу» США.

На таких гребенях розчисники сівалки переміщують невелику частину ґрунту, пожнивних решток і насіння бур’янів з верхівок гребенів.

За такої технології не відбувається порушення ґрунту до сівби, за винятком внесення добрив. Втім, буває, що на верхівках гребенів виконується обмежений обробіток ґрунту, зазвичай дуже мілкий. Він вирівнює верхівки гребенів з метою дотримання сівалкою старих рядків. Використання певних ґрунтообробних органів дає змогу контролювати пророслі бур’яни і/або вносити гербіциди в рядки. Однак обробіток верхівок гребенів скоріше заносить туди насіння бур’янів, ніж виносить його звідти.

Одна з таких систем має роторні ґрунтообробні органи, встановлені перед сошниками сівалки. При цьому рекомендована глибина обробітку поверхні гребеня становить 5–7,5 см. Є також системи з ротаційними подрібнювачами пожнивних решток, подрібнювальними котками або гнучкими боронами. Вони застосовуються насамперед для надання форми верхівці гребеня (округлої або пласкої), переміщення частини пожнивних решток з гребеня, знищення пророслих бур’янів. Та незалежно від того, які ґрунтообробні органи використовуються, обробіток повинен бути дуже мілким.

Стрип-тілл

У той час як гребені добре дренують погано дреновані ґрунти, ще більше фермерів покращують прогрівання ґрунту за рахунок стрип-тілл, коли з рядків переміщуються пожнивні рештки, щоб вони не заважали прогріванню поверхні ґрунту. Поширення вузькорядного прямого посіву сої змусило фермерів відмовитися від вирощування польових культур на гребенях у багатьох місцевостях.

Перші розроблені для технології стрип-тілл ґрунтообробні органи розташовувалися прямо на сівалці. Один, два а часто — три ряди хвилястих дисків розпушували ґрунт, загортаючи в нього частину пожнивних решток і збагачуючи його повітрям. Це сприяло висиханню і прогріванню ґрунту, але водночас зазвичай піднімало на поверхню вологий, липкий ґрунт, який налипав на органи сівалки. Щоб вирішити цю проблему, виробники створили окремий ґрунтообробний агрегат для стрип-тілл, який виконував обробіток ґрунту за певний час (від півдня до кількох тижнів) до сівби.

Існує багато варіантів стрип-тілл, але найпоширеніший передбачає обробіток ґрунту восени з одночасним внесенням добрив. Часто деякі види дисків формують маленький гребінь, який дає змогу бачити розташування оброблених рядків навесні під час сівби. Коли торішніх рядків не видно, як після сої або пшениці, виробники обладнують машини для стрип-тілл маркерами рядків.

В класифікації Інформаційного центру консерваційної технології термін «ноу-тілл» включає стрип-тілл, оскільки обробіток ґрунту охоплює менше третини загальної площі ділянки. Недарма елементи технології стрип-тілл застосовуються в «ноу-тілл» і вирощуванні польових культур на гребенях (наприклад, внесення добрив і розпушування ґрунту).

Ноу-тілл

Насіння розташовується в вузькій смузі, яка утворюється сошниками або дисками. Більшість сівалок можуть використовуватися в технології ноу-тілл без змін або з мінімальними змінами.

Технологія забезпечує відмінний контроль ерозії за рахунок обробітку дуже вузької смуги ґрунту, вкритого пожнивними рештками. Також ноу-тілл досягає найменших витрат пального і праці порівняно з іншими технологіями ґрунтообробітку.

Ця технологія передбачає, що стеблостій попередника залишається до сівби наступника. В цьому випадку сівалки та робочі органи сільгоспмашин працюють краще, ніж тоді, коли пожнивні рештки лежать на поверхні ґрунту.

Ноу-тілл вимагає до- або після сходового поверхневого внесення гербіцидів. Може бути потрібним внесення гербіцидів один або два рази в правильні строки. Щоб гербіциди подіяли на культури, які висіваються відносно пізно (сорго, соя), рекомендується досходове внесення від половини до двох третин рекомендованої норми рано навесні, коли прогнозується дощ. Якщо це внесення виконано, відпадає потреба в гербіцидах суцільної дії і, позаяк бур’яни контролюються з ранньої весни, ґрунт втрачає менше вологи. Щоб контролювати бур’яни протягом усього сезону, гербіциди вносять також меншими нормами під час сівби, після сходів або під час культивації. Фахівці наголошують, що культиватори повинні вільно пропускати пожнивні рештки.

Ноу-тілл добре підходить для багатьох типів ґрунтів. Пожнивні рештки сприяють інфільтрації води і знижують випаровування води з ґрунту, якщо рівномірно розподілені поверхнею.

Ноу-тілл на погано дренованих ґрунтах за великого обсягу пожнивних решток затримують прогрівання і висихання ґрунту рано навесні, через що затримуються проростання і сходи. Коли посівна затримується через високу вологість і низьку температуру ґрунту, рекомендують застосовувати розчисники, щоб звільнити частину поверхні від пожнивних решток. Але кращим варіантом забезпечити прогрівання і просихання рядка буде осінній обробіток ґрунту за технологією стрип-тілл.

Переклав Богдан Малиновський, b.malinovskiy@univest-media.com