Спецможливості
Технології

Ри­зи­ки під час пе­ре­хо­ду до мінімаль­но­го об­робітку грун­ту

31.08.2017
10664
Ри­зи­ки під час пе­ре­хо­ду до мінімаль­но­го об­робітку грун­ту фото, ілюстрація
Під час оранки карбонати скипають із глибини 65–70 см, за безполицевого обробітку — з глибини 50–55 см

Основою енергоощадної технології землеробства зони нестійкого зволоження Лівобережного Лісостепу України є мінімізація глибини основного обробітку грунту до 5–12 см. Завдяки збільшенню ширини захвату грунтообробних машин прискорюються темпи виконання польових робіт, знижуються витрати пально-мастильних матеріалів і затрати людських ресурсів у 2,5–3 рази.

Основою енергоощадної технології землеробства зони нестійкого зволоження Лівобережного Лісостепу України є мінімізація глибини основного обробітку грунту до 5–12 см. Завдяки збільшенню ширини захвату грунтообробних машин прискорюються темпи виконання польових робіт, знижуються витрати пально-мастильних матеріалів і затрати людських ресурсів у 2,5–3 рази.

А це, ра­зом із ре­сур­сом, грун­то- і во­ло­гоз­беріга­ю­чи­ми вла­с­ти­во­с­тя­ми грун­то­за­хис­них тех­но­логій, підви­щує вро­жайність сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур і зни­жує собівартість про­дукції, яка стає кон­ку­рен­то­с­про­мож­ною на внутрішньо­му та світо­во­му рин­ках. У су­час­них умо­вах гос­по­да­рю­ван­ня пи­тан­ня мінімізації об­робітку чор­но­земів на­бу­ває особ­ли­вої ак­ту­аль­ності, а стра­тегія і так­ти­ка пе­ре­хо­ду від інтен­сив­но­го об­робітку до мінімаль­но­го має за­без­пе­чи­ти стабілізацію про­дук­тив­ності куль­тур в аг­ро­це­но­зах Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу Ук­раїни.Що більше віддаляється рішення про відмову від оранки та перехід до безполицевих обробітків, то вищий рівень потреби відтворення родючості чорноземів у агроценозах

Мінімальна обробка грунту: дослідницька мета і завдання

Досліджен­ня про­во­ди­ли у стаціонар­них і ви­роб­ни­чих дослідах Чер­кась­ко­го інсти­ту­ту АПВ НА­АН (Чер­кась­ка дер­жав­на дослідна станція) в умо­вах: у При­лу­ко-Ро­менсь­ко-Лу­бенсь­ко­му аг­ро­грун­то­во­му рай­оні ліво­бе­реж­ної лісо­сте­по­вої зо­ни на чор­но­зе­мах ти­по­вих ма­ло­гу­мус­них лег­ко­суг­лин­ко­вих (Драбівський ра­­йон Чер­кась­кої об­ласті); у південній ча­с­тині Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу Ук­раїни на чор­но­зе­мах ти­по­вих по­туж­них се­ред­нь­о­гу­мус­них лег­ко­гли­ни­с­тих на лесі (Карлівський рай­он Пол­тавсь­кої об­ласті).

Вив­ча­ли дов­го­ст­ро­ко­вий вплив різних спо­собів об­робітку чор­но­земів Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу Ук­раїни на фізичні вла­с­ти­вості у сівозмінах різно­го ти­пу. Інтен­сивність аг­рофізич­них умов грун­то­у­тво­рен­ня виз­на­ча­ли ме­то­дом ро­зущільнен­ня (%) ге­не­тич­них го­ри­зонтів віднос­но щільності бу­до­ви грун­то­вої по­ро­ди (Рк). За­га­лом об­сте­же­но 19 розрізів.

Результати досліджень технології мінімального обробітку ґрунту

На чор­но­зе­мах ти­по­вих Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу зо­ни нестійко­го зво­ло­жен­ня, вміст гу­му­су в яких ста­но­вить по­над 4–4,5%, во­достійких аг­ро­номічно цінних аг­ре­гатів — >40%, а струк­тур­них ок­ре­мо­с­тей — 65–75%, рівно­важ­на щільність бу­до­ви (1,22–1,28 г/см3), як пра­ви­ло, збігається з оп­ти­маль­ною для рос­ту прак­тич­но всіх сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур, що дає мож­ливість за­сто­со­ву­ва­ти без­по­ли­це­вий об­робіток чор­но­земів на 5–12 см у сівозмінах. У Ліво­бе­реж­но­му Лісо­сте­пу умо­ви ре­алізації кри­терію для за­сто­су­ван­ня мінімаль­но­го об­робітку чор­но­земів ти­по­вих зустріча­ють­ся до­сить ча­с­то. Про­те, по­при оп­ти­маль­не співвідно­шен­ня грун­то­вих па­ра­метрів, уп­ро­довж пер­ших чо­ти­рь­ох-п’яти років після пе­ре­хо­ду на си­с­те­ма­тич­ний без­по­ли­це­вий об­робіток чор­но­земів, які пе­ре­бу­ва­ють у стані аг­рофізич­ної де­гра­дації, мо­жуть ви­ни­ка­ти об­ста­ви­ни, що при­зво­дять до ча­ст­ко­вої або по­вної дис­кре­ди­тації ос­нов­ної ідеї без­по­ли­це­во­го об­робітку. Особ­ли­во гос­тро це про­яв­ляється в умо­вах різко­го погіршен­ня по­год­но-кліма­тич­них умов до кри­тич­но­го рівня, ко­ли ко­ефіцієнт зво­ло­же­ності (КЗ) за Шаш­ко зни­жується до зна­чень <0,55, а гідро­термічний ко­ефіцієнт Се­ля­ни­но­ва (ГТКС) — до зна­чень <0,5–0,6 уп­ро­довж 1–1,5 міся­ця від по­чат­ку ве­ге­тації куль­тур.

 

 

 

Ос­нов­не за­вдан­ня різног­ли­бин­но­го грун­то­за­хис­но­го об­робітку на гли­би­ну від 15–18 до 22–32 см (за­леж­но від рівня аг­рофізич­ної де­гра­дації та фіто­санітар­но­го ста­ну полів у період си­с­те­ма­тич­ної оран­ки на 22–32 см) у перші ро­ки після відмо­ви від оран­ки — це зба­га­чен­ня верх­ньої тре­ти­ни гу­мус­но­го го­ри­зон­ту чор­но­зе­му рос­лин­ни­ми ор­ганічни­ми решт­ка­ми різної стадії роз­кла­дан­ня та за­без­пе­чен­ня ви­со­кої біологічної ак­тив­ності у цьо­му шарі. Сфор­мо­ва­ний ор­га­но­ген­ний шар (0–15 см) чор­но­зе­му обов’яз­ко­во має бу­ти при­кри­тий свіжи­ми подрібне­ни­ми по­жнив­ни­ми решт­ка­ми зер­но­бо­бо­вих та про­сап­них куль­тур без роз­ме­жу­ван­ня між ша­ром рос­лин­ної мульчі і грун­то­вою по­верх­нею (тоб­то слід за­побіга­ти по­трап­лян­ню ша­ру мульчі на біологічно не­ак­тив­ну по­верх­ню по­ля).

У табл. 1 по­ка­за­но орієнтовні інтер­ва­ли вмісту струк­тур­них ок­ре­мо­с­тей та во­достійких аг­ре­гатів у шарі грун­ту 0–30 см, які відповіда­ють різним рівням про­яву ро­дю­чості чор­но­зе­му за дов­го­ст­ро­ко­во­го за­сто­су­ван­ня грун­то­за­хис­них тех­но­логій, які грун­ту­ють­ся на мінімаль­но­му об­робітку чор­но­зе­му.

У співвідно­шенні впли­ву фак­торів збе­ре­жен­ня ро­дю­чості — ролі мульчі і рівня аг­рофізич­них умов про­яву грун­то­ро­дю­чості в про­цесі стабілізації та оп­тимізації зв’язків у си­с­темі грунт — рос­ли­на — ат­мо­сфе­ра на пе­рехідно­му етапі (п’ятий-шо­с­тий рік) — пе­ре­ва­жає дру­гий, тоб­то аг­рофізич­ний стан чор­но­зе­му. Спо­с­те­ре­жен­ня по­ка­зу­ють, що рос­линні решт­ки на по­верхні по­ля зберіга­ють­ся до се­ре­ди­ни черв­ня, а в липні прак­тич­но вся муль­ча вже роз­кла­дається і її за­хис­на функція ніве­люється.

Відтво­рен­ня при­род­ної ро­дю­чості чор­но­земів ти­по­вих Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу Ук­раїни під впли­вом без­по­ли­це­во­го об­робітку пов’яза­не із фак­то­ром ча­су: що більше відда­ляється рішен­ня про відмо­ву від оран­ки та пе­рехід до без­по­ли­це­вих об­робітків, то ви­щий рівень по­тре­би відтво­рен­ня ро­дю­чості чор­но­земів у аг­ро­це­но­зах. Та­ких ру­бежів п’ять: пер­ший — після чо­ти­рь­ох-п’яти років відбу­вається віднов­лен­ня при­род­но­го ста­ту­су грун­ту як при­род­но­го ут­во­рен­ня; після вісьми-де­ся­ти років впли­ву грун­то­за­хис­них тех­но­логій віднов­люється при­род­ний стан грун­ту, а йо­го про­дук­тивність мен­ше за­ле­жить від по­год­но-кліма­тич­них фак­торів; після 10–15 років за­сто­су­ван­ня грун­то­за­хис­них тех­но­логій грунт як си­с­те­ма ви­хо­дить на ви­со­кий рівень са­мо­ре­гу­ляції та са­мо­збе­ре­жен­ня про­цесів і ре­жимів про­яву роз­ши­ре­но­го відтво­рен­ня ро­дю­чості. На 20–25-й рік за­сто­су­ван­ня без­по­ли­це­во­го об­робітку за­без­пе­чується мак­си­маль­на ав­то­номізація товщі чор­но­зе­му від по­год­но-кліма­тич­них фак­торів, а після 30–35 років мак­си­маль­но віднов­лю­ють­ся про­це­си грун­то­у­тво­рен­ня чор­но­земів ти­по­вих в аг­ро­це­но­зах.

Умо­ва по­пе­ре­д­жен­ня ри­зи­ку за пе­ре­хо­ду до мілко­го без­по­ли­це­во­го об­робітку чор­но­земів криється у пе­ре­гру­пу­ванні струк­тур­них ок­ре­мо­с­тей у ме­жах аг­ро­номічно цінно­го інтер­ва­лу в бік ук­руп­нен­ня із ут­во­рен­ням ок­ре­мо­с­тей розміром 2–5 мм та во­достійких аг­ре­гатів 0,5–3 мм. Зни­жен­ня за­леж­ності во­достійкості струк­ту­ри від рівня зво­ло­же­ності і підпо­ряд­ку­ван­ня гу­мус­но­го ста­ну у се­зон­но­му і річно­му цик­лах зміні во­достійкості струк­ту­ри чор­но­зе­му є оз­на­кою при­пи­нен­ня йо­го аг­рофізич­ної де­гра­дації, а відтво­рен­ня та­ко­го ста­ну після відмо­ви від оран­ки слу­гує кри­терієм зни­жен­ня ри­зи­ку за пе­ре­хо­ду до беззмінно­го без­по­ли­це­во­го об­робітку у по­чат­ко­вий період йо­го ви­ко­нан­ня. Го­ло­вне за­вдан­ня, яке по­кла­дається на без­по­ли­це­вий об­робіток, — підтри­му­ва­ти взаємо­о­бу­мов­ле­ну пуль­сацію гу­му­су і ста­ну во­достійкості струк­ту­ри та по­си­лю­ва­ти дію за­зна­че­но­го ме­ханізму за­гор­тан­ням у 0–15-сан­ти­ме­т­ро­вий шар чор­но­зе­му до­стат­ньої кількості ор­ганічних до­б­рив у ви­гляді гною і побічної рос­лин­ної про­дукції, ство­рю­ю­чи шар ор­ганічної мульчі на по­верхні по­ля.

На­ве­дені дані по­яс­ню­ють при­ро­ду не­стабільності вро­жай­ності куль­тур сівозміни у кри­тич­них по­год­но-кліма­тич­них умо­вах. Невіднов­ле­на взаємо­пов’яза­на пуль­сація річних та се­зон­них циклів гу­му­су й аг­рофізич­них вла­с­ти­во­с­тей, по­верх­не­ве за­гор­тан­ня міне­раль­них до­б­рив, що сти­му­лює роз­ви­ток ко­ре­не­вої си­с­те­ми за ти­пом дер­ни­ни, у кри­тич­них по­год­но-кліма­тич­них умо­вах по­ру­шує го­мео­ста­тич­ну зба­лан­со­ваність у си­с­темі грунт — рос­ли­на — ат­мо­сфе­ра.

За та­ких умов по­тенційні мож­ли­вості ша­ру мульчі, що за­ли­шається на по­верхні по­ля, до­сить об­ме­жені, а са­мо­ре­гу­лю­ю­ча аг­рофізич­на здатність чор­но­зе­му пе­ре­бу­ває на до­сить низь­ко­му рівні. З цієї при­чи­ни різног­ли­бин­ний без­по­ли­це­вий об­робіток на 22–32 см за пе­ре­хо­ду до по­верх­не­во­го, а далі — до мінімаль­но­го об­робітку грун­ту зо­ни нестійко­го зво­ло­жен­ня бу­де «бу­фер­ним» періодом, го­ло­вним за­вдан­ням яко­го є за­без­пе­чен­ня умов дис­крет­но­го (пе­рерв­но­го) відтво­рен­ня ро­дю­чості чор­но­земів від про­сто­го до роз­ши­рен­но­го.

Відда­лені наслідки дов­го­ст­ро­ко­вої (15–25 років) мінімізації об­робітку чор­но­земів пов’язані з тим, що вже на п’ятий-шо­с­тий рік відтво­рюється гідро­ген­но-аку­му­ля­тив­ний про­цес кар­бонізації шля­хом вто­рин­ної аку­му­ляції Са­СО3 у профілі чор­но­земів за­вдя­ки по­си­лен­ню сту­пе­ня гідро­морфізму та біоген­ності грун­то­вих умов у літній період ро­ку. Відбу­вається роз­чи­нен­ня стійких форм кар­бо­натів за ілювіаль­ної аку­му­ляції, про що свідчить на­явність ве­ли­кої кількості інкру­с­таційних (на­льо­ти, вицвіти, псев­доміцелій, при­маз­ки, про­жил­ки) та кор­ко­вих (тонкі про­шар­ки, на­тьо­ки, кірки, «борідки») форм Са­СО3 на внутрішніх по­верх­нях грун­то­вої товщі чор­но­земів ти­по­вих, що пов’я­за­но з підси­лен­ням при­род­них про­цесів грун­то­у­тво­рен­ня в аг­ро­це­но­зах.

На до­ступність ру­хо­мих фо­с­фатів та вміст обмінно­го калію впли­ває кількість Са­СО3 у гу­му­со­ва­но­му го­ри­зонті. Під час оран­ки кар­бо­на­ти ски­па­ють із гли­би­ни 65–70 см (вміст Са­СО3 — 0,01–0,42% у 100 г грун­ту), за без­по­ли­це­во­го об­робітку — з гли­би­ни 50–55 см (0,04–0,75%). За по­верх­не­во­го об­робітку лінія ски­пан­ня кар­бо­натів пе­ре­бу­ва­ла на рівні 15–25 см від по­верхні грун­ту, вміст кар­бо­натів збільшу­вав­ся до 0,25–1,61%, а то­му в кру­го­обіг жив­лен­ня куль­тур в аг­ро­це­но­зах за мінімізації об­робітку за­лу­чається не весь гу­му­со­ва­ний го­ри­зонт (0–70 см) чор­но­зе­му. Обмінна кис­лотність на­бу­ває сла­бо­луж­ної ре­акції (рНсл>7,0), що «кон­сер­вує» ру­хо­му фор­му фо­с­фатів та обмінно­го калію за їхньо­го ви­со­ко­го за­галь­но­го вмісту в гу­му­со­ва­но­му го­ри­зонті.

Вод­но­час галь­мується ут­во­рен­ня спо­лук азо­ту. Вста­нов­ле­ний вміст Са­СО3 за дов­го­ст­ро­ко­во­го (15–36 років) по­верх­не­во­го об­робітку є гра­нич­ним що­до скла­до­вих ефек­тив­ної ро­дю­чості чор­но­земів ти­по­вих (табл. 2).

Ди­наміку зер­но­вих куль­тур у сіво­змінах різно­го ти­пу пред­став­ле­но на ри­с. 1, 2. У сівозміні з го­ро­хом за­сто­су­ван­ня без­по­ли­це­во­го об­робітку з вне­сен­ням оди­нар­ної та подвійної доз до­б­­рив за­без­пе­чи­ло от­ри­ман­ня 28,91–29,77 т з. о. (зер­но­вих оди­ниць) з 1 га сівозміни, що рівноцінно оранці.

Беззмінне ви­ко­нан­ня по­верх­не­во­го об­робітку за­без­пе­чи­ло вихід зер­но­вих оди­ниць із 1 га сівозміни на рівні оран­ки. Най­ви­ща про­дук­тивність зер­но­вих куль­­­тур (пше­ни­ця ози­ма та ку­ку­руд­за) бу­ла за си­с­те­ма­тич­ної оран­ки (13,13 тонни з га), тоді як у разі за­сто­су­ван­ня по­верх­не­во­го об­робітку за ви­хо­дом зер­но­вих оди­ниць про­дук­тивність бу­ла ниж­чою в 1,09–1,12 ра­за.

Про­дук­тивність п’ятипільної сіво­зміни із ба­га­торічни­ми тра­ва­ми за си­с­те­ма­тич­ної оран­ки і вне­сен­ня оди­нар­ної та подвійної доз до­б­рив (за ви­хо­дом зер­но­вих оди­ниць) ста­но­ви­ла 35,28–37,89 т/га, що в 1,25–1,32 ра­за пе­ре­ви­щує про­дук­тивність сівозмін із го­ро­хом. За без­по­ли­це­во­го об­робітку про­дук­тивність сівозміни зро­с­тає до 36,07–38,37 т з. о./га, тоді як за по­верх­не­во­го об­робітку про­дук­тивність сіво­зміни зни­жується на 2,46 т/га.

Із яви­щем вто­рин­но­го кар­бонізу­ван­ня чор­но­земів Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу в істо­рич­но­му вимірі зем­ле­ро­би сти­ка­ли­ся під час за­сто­су­ван­ня пе­ре­ло­го­вої си­с­те­ми зем­ле­роб­ст­ва, ко­ли мілкий об­робіток со­хою або ра­лом спри­яв підтя­гу­ван­ню кар­бо­натів до по­верхні грун­то­во­го профілю, що зни­жу­ва­ло про­яв ефек­тив­ної ро­дю­чості че­рез кар­бо­нат­не «за­со­лен­ня», не­га­тив­но­го впли­ву яко­го мож­на поз­бу­ти­ся пе­ре­ве­ден­ням зе­мель у стан пе­ре­ло­гу, а у на­ших досліджен­нях — за­лу­жен­ням ба­га­торічни­ми зла­ко­ви­ми тра­ва­ми, які на 8–10-й рік зни­жу­ва­ли лінію ски­пан­ня Са­СО3 до при­род­но­го рівня за­ля­ган­ня, як і за ут­ри­ман­ня пе­ре­ло­гу.

Мінімальна обробка грунту: висновки з результатів дослідження

1. У Ліво­бе­реж­но­му Лісо­сте­пу Ук­раїни на чор­но­зе­мах ти­по­вих се­ред­ньо- та ма­ло­гу­мус­них важ­ко­го і лег­ко­го гра­ну­ло­ме­т­рич­но­го скла­ду слід за­сто­со­ву­ва­ти грун­то­за­хисні тех­но­логії ви­ро­щу­ван­ня сільсько­го­с­по­дарсь­ких куль­тур, в ос­нові яких ле­жить без­по­ли­це­вий об­робіток на гли­би­ну від 22–25 см до 5–12  см із муль­чу­ван­ням по­верхні по­ля по­жнив­ни­ми решт­ка­ми по­пе­ред­ньої куль­ту­ри.

2. У перші ро­ки (від 5-го до 8–10-го) за­сто­су­ван­ня грун­то­за­хис­них тех­но­логій слід ви­ко­ну­ва­ти різног­ли­бин­ний без­по­ли­це­вий об­робіток грун­ту, потім кількість гли­бо­ких об­робітків мож­на змен­ши­ти до од­но­го-двох. А вже після 15-го ро­ку гос­по­да­рю­ван­ня за та­кою тех­но­логією слід пе­ре­хо­ди­ти до си­с­те­ма­тич­но­го без­по­ли­це­во­го об­робітку на гли­би­ну 5–12 см на чор­но­зе­мах се­ред­нь­о­гу­му­со­вих важ­ко­го гра­ну­ло­ме­т­рич­но­го скла­ду, а на чор­но­зе­мах ма­ло­гу­мус­них лег­ко­суг­лин­ко­вих — за­сто­со­ву­ва­ти різног­ли­бин­ний без­по­ли­це­вий об­робіток.

3. За дов­го­ст­ро­ко­во­го без­по­ли­це­во­го об­робітку зав­глиб­шки 10–12 см відтво­рюється гідро­ген­но-аку­му­ля­тив­ний про­цес кар­бонізу­ван­ня шля­хом вто­рин­ної аку­му­ляції Са­СО3 у профілі чор­но­земів за­вдя­ки по­си­лен­ню сту­пе­ня гідро­морфізму та біоген­ності грун­то­вих умов у най­по­су­ш­ливіший період ро­ку. Відбу­вається ди­фе­ренціація гу­му­со­ва­но­го го­ри­зон­ту за про­явом ефек­тив­ної ро­дю­чості, а «кон­сер­ву­ю­чий» вплив на ефек­тив­ну ро­дючість підси­люється: до­ся­гається пе­рехід від чор­но­земів ти­по­вих се­ред­нь­о­гу­мус­них лег­ког­ли­ни­с­тих до чор­но­земів ти­по­вих ма­ло­гу­мус­них лег­ко­суг­лин­ко­вих, на яких доцільнішим та ефек­тивнішим є ви­ко­нан­ня гли­бо­ко­го без­по­ли­це­во­го об­робітку.

4 Дов­го­ст­ро­ко­ве (від 10 до 35 років) за­сто­су­ван­ня по­верх­не­во­го об­робітку в су­час­них умо­вах гос­по­да­рю­ван­ня до­по­ма­гає зем­ле­ро­бам по­до­ла­ти не­га­тивні наслідки вто­рин­но­го кар­бонізу­ван­ня чор­но­земів шля­хом за­сто­су­ван­ня грун­то­за­хис­но­го різно­гли­бин­но­го об­робітку чор­но­земів Ліво­бе­реж­но­го Лісо­сте­пу Ук­раїни.

О. Де­ми­ден­ко,
Чер­кась­ка дер­жав­на сільсько­го­с­по­дарсь­ка дослідна станція, ННЦ «Інсти­тут зем­ле­роб­ст­ва НА­АН»

Інтерв'ю
Михайло Філатов та Ірина Леженіна
Кількість комах-запилювачів скорочується по всій планеті, оскільки руйнуються осередки їхнього проживання — незаймані куточки природи. Критична ситуація посилилася під час воєнних дій на території України. Ми розпитали вчених Державного... Подробнее
Коли на землі буде впевнений власник, який міцно стоїть на ногах, він дбатиме про її благополуччя, сприятиме збагаченню рідного краю. Опорою для розвитку села є сільгоспвиробники середнього рівня, сімейні фермерські господарства. З початку... Подробнее

1
0