Особливості застосування технології «ноу-тілл»
Закінчення. Початок у №11/2014
Закінчення. Початок у №11/2014
І. Сторчоус, канд. с.-г. наук
Під час застосування гербіцидів у системі «ноу-тілл» необхідно враховувати різну стратегію контролю бур’янів. Одна передбачає максимальне знищення бур’янів із ранньої весни, наприклад шляхом дворазового внесення гербіцидів: рано навесні — половину норми і перед висівом — 2/3 рекомендованої норми. Така система буде доцільною в умовах посушливої весни із швидким наростанням температури, коли волога виступатиме основним лімітуючим фактором. За другої стратегії не варто поспішати з раннім знищенням бур’янів: якщо навесні опадів, навпаки, буде у надлишку і вони спричинятимуть затримання строків сівби культури, доречно дати час першим весняним сходам бур’янів зійти та розвинутися, а потім знищити їх уже безпосередньо перед висівом. У такому разі ці бур’яни підсушуватимуть верхній посівний шар грунту, вбираючи за час свого розвитку зайву вологу. Кожна із цих стратегій має свої переваги й недоліки, які впливають на збільшення або зменшення напруження у найбільш завантажений період сівби весняних ранніх культур, пов’язаного із неодмінною потребою контролю бур’янів.
До особливостей застосування гербіцидів у системі «ноу-тілл» слід віднести не тільки обмеження шкідливості бур’янів, а й самі об’єкти, для контролю яких необхідно їх вносити. Зокрема, варто віднести в окрему групу такі об’єкти небажаної рослинності, як падалиця попередніх культур, шкідливість якої не слід недооцінювати. Таким чином, підхід до застосування гербіцидів не може бути типовим, позаяк потрібно враховувати особливості кожного конкретного регіону та поля, а також наявного видового складу об’єктів.
Враховуючи те, що багаторічні бур’яни відрізняються від однорічних своїми біологічними особливостями, стратегія їхнього контролю дещо відмінна. Так, обираючи метод обмеження чисельності багаторічних бур’янів, потрібно знати закономірність їхнього розвитку, зокрема слід враховувати такий нюанс: вуглеводні (запасні поживні речовини), рухаючись рослиною, забезпечують здатність цієї групи рослин до успішної перезимівлі й утворення нових пагонів. Під час першого періоду вегетації завдяки утворенню нових сходів у рослинах переважає рух від органів, де міститься запас поживних речовин, до бруньок, які починають активно рости. Але коли пагони досягають певної фази розвитку, вуглеводи, що утворюються у листках, починають переміщуватися назад до органів, у яких поживні речовини накопичуються, тобто переважно до коренів. Наприклад, у пирію повзучого цей процес відмічено у фазі його розвитку, коли рослини досягають висоти 15–20 см, а в осотів — після формування бутонів — на початку цвітіння.
Знання закономірностей руху вуглеводів рослиною є основою ефективного застосування системних гербіцидів для контролю цієї групи бур’янів. Застосування гербіцидів має збігатися у часі із переміщенням вуглеводів від листкового апарату до кореневої системи, інакше основна частина препарату залишиться на листі і може знищити лише надземну частину бур’яну, а підземна залишиться неушкодженою. Це призведе до появи нових сходів цих бур’янів. Найбільшу ефективність системних гербіцидів для обмеження багаторічних бур’янів відмічено восени, тому що в цей час переважає саме відтік запасних поживних речовин. У весняний період вуглеводні одночасно рухаються від коренів до листків і навпаки. Іноземними дослідниками було встановлено, що під час осіннього застосування гербіциду його залишкова кількість на основі діючої речовини гліфосат в органах накопичення була вчетверо більшою, ніж під час весняного внесення препарату.
Слід враховувати і таке: навіть за умов оптимального застосування гербіцидів разом з іншими заходами контролю багаторічних бур’янів їхню чисельність на полі зменшити до мінімальної можна лише через три-чотири роки.
Застосовуючи інтенсивну систему захисту посівів від шкідливості багаторічних бур’янів лише впродовж одного року, варто знати, що початкова чисельність цих видів відновиться вже через два-три роки. Пояснюється це біологічними особливостями багаторічних бур’янів, які мають специфічну властивість, що полягає у протистоянні проникненню гербіцидів у бруньки, які, своєю чергою, перебувають у різному життєвому стані. Бруньки, що активно ростуть, поглинають гербіцид у 10 разів активніше, ніж сплячі. Це призводить до того, що перші гинуть, а другі залишаються живими і здатними продукувати нові сходи — вони починають активно розвиватися лише після загибелі перших.
У посушливих умовах, коли ймовірність появи сходів багаторічних бур’янів у другий період вегетації зменшується, доцільно вносити препарати на основі діючої речовини гліфосат перед збиранням зернових культур, що дає змогу знищити багаторічні бур’яни у період їхньої вегетації. Препарати на основі діючої речовини гліфосат вносять за тиждень-два перед збиранням. На початку вегетаційного періоду доцільно знищувати осоти у посівах зернових колосових культур препаратами на основі діючих речовин 2,4-Д, МСРА або сульфонілсечовини та ін.
Наприклад, за переходу на технологію «ноу-тілл» у зоні посушливого степу США відбулася зміна традиційних для цієї зони сівозмін. До впровадження згаданої технології фермери вирощували озиму пшеницю (Triticum aestivum L.) у двопільній сівозміні: пар — пшениця озима — задля накопичення у грунті достатньої кількості вологи (опади у цій зоні становлять менше ніж 400 мм рік). Пар був потрібний, перш за все, для накопичення вологи у грунті, щоб забезпечувати гарантоване отримання досить високих і стабільних урожаїв. Перехід на систему нульового обробітку грунту, за якої рослинні рештки залишаються на поверхні поля, справляє позитивний вплив на поліпшене накопичення вологи, що, своєю чергою, дало змогу зменшити частоту використання пару. Виробничники мали можливість вирощувати кукурудзу (Zea mays L.), просо (Panicum miliaceum L.), сорго (Sorghum bicolor L.) або соняшник (Helianthus annuus L.), чергуючи їх із пшеницею озимою і паром.
Проблема збільшення кількості бур’янів за технології «ноу-тілл» змусила американських фермерів шукати альтернативу застосуванню гербіцидів як єдиного заходу контролю бур’янів. Грунтуючись на знанні екології та біології розвитку популяції проблемних видів, було визначено одну з ефективних стратегій обмеження чисельності бур’янів, спрямовану на порушення їхнього росту. Видовий склад бур’янів, що вегетують у посівах, утворюючи бур’янове угруповання, отримав назву бур’янова синузія. Культурним рослинам, які вирощують на полях, також властива здатність істотно впливати на бур’янову синузію. Відомо, що кожна культура має свій діапазон ефективного фітоценотичного тиску на види бур’янового угруповання, характерного для певної місцевості. Урізноманітненням асортименту вирощуваних культур у сівозміні можна створити умови для зменшення кількості насіння бур’янів у грунті і густоти рослин, гальмування появи і розвитку сходів бур’янів, а також пригнічення репродукції їхнього насіння, що залишилося у посівах. Реалізація цієї концепції у степовій зоні США дала змогу фермерам ефективно та з меншими затратами контролювати рівень засміченості посівів порівняно зі стандартною системою, орієнтованою на інтенсивне використання гербіцидів.
Тож виробничникам, які планують перехід на технологію «ноу-тілл», для розроблення ефективної системи контролю репродукційної здатності популяцій бур’янів доцільно взяти до уваги зазначені вище пропозиції та відповідно адаптувати їх до місцевих особливостей.
Сівозміна є одним із ключових елементів системи нульового обробітку грунту, причому велику роль у сівозміні відводять сидератам, які не лише поліпшують грунт, але й відіграють важливу роль в обмеженні шкідливості бур’янів, замінюючи в цьому аспекті оранку. Метою планування сіво-змін є досягнення ефективного контролю чисельності бур’янів на полі впродовж усього вегетаційного періоду для зниження потенційної засміченості грунту.
Вирощування різноманітних сільськогосподарських культур із різними циклами розвитку дає можливість аграріям-рослинникам знижувати кількість життєздатного насіння бур’янів у грунті. Відповідно до встановленої і загальноприйнятої закономірності кількість життєздатного насіння у грунті з часом значно зменшується. Наприклад, за перший рік тільки близько 20% насіння стоколосу і мишію зеленого (Setaria viridis (L.) Beauv.) — двох найпоширеніших видів бур’янів у степовій зоні США — зберігають свою життє-здатність, а через два роки цей показник зменшується до 5%.
Рівень поширеності стоколосу у двопільній сівозміні пар — пшениця озима різко знижувався під час переходу на трипільні сівозміни із таким чергуванням культур: пар — пшениця озима — сорго або пар — пшениця озима — просо. Відтворення грунтового банку насіння цього виду в трипільних сівозмінах неможливе упродовж дворічного проміжку, коли поле зайнято яровою культурою і перебуває під паром. Як озимий бур’ян стоколос має екологічну нішу для формування насіння тільки у полі, зайнятому пшеницею озимою. Дворічний інтервал (у трипільних сівозмінах), за якого стоколос неспроможний утворити насіння, сприяє зниженню його кількості у грунті до 4% від початкового рівня (до строків сівби пшениці), що уп’ятеро менше порівняно із запасами насіння цього виду в грунті за однорічного інтервалу в двопільній сівозміні пар — пшениця озима. Зменшення потенційної засміченості природно зменшує актуальну забур’яненість майбутніх посівів. Аналогічний результат рівня потенційної та актуальної забур’яненості ярими видами бур’янів можна одержати за дворічної перерви між посівами цих культур у сівозміні, тому що останні (просо, сорго) є екологічною нішею для утворення насіння цих видів бур’янів. У посівах озимих культур фітоценотичні та агротехнічні умови несприятливі для формування насіння ярими видами бур’янів.
Дворічний період, за якого пригнічується продукування насіння бур’янами, також ефективний у сівозмінах без пару. Такі сівозміни було вивчено під час довготривалих дослідів, проведених у степовій зоні США. Сівозміни складалися із різних комбінацій культур холодного сезону, як, наприклад, пшениця озима, пшениця яра і горох (Pisum sativum L.), а також із культур теплого сезону, — наприклад кукурудзи, соняшнику, проса, нуту (Cicer arietinum L.) і сої (Glycine max Merrill). Вивчали дво-, три- і чотирипільні сівозміни із різним добором культур. У всіх сівозмінах система контролю бур’янів була аналогічна системі, яку застосовували фермери у цьому регіоні.
Через кілька років після початку досліджень провели оцінку рівня засміченості посівів у різних сівозмінах за ротацію. Найбільша забур’яненість була у двопільних сівозмінах із такими культурами, як пшениця озима — просо або пшениця озима — нут, і навпаки — щільність бур’янів була завжди низькою у сівозмінах, які включали дві холодостійкі культури із наступними двома теплолюбними, як наприклад, горох — пшениця озима — кукурудза — просо. У двопільній сівозміні рівень засміченості був у вісім разів вищий, ніж у чотирипільній. Щільність бур’янів у трипільній сівозміні була також вищою, ніж у чотирипільній, через незбалансованість сезонних типів культур (тобто бур’яни теплого сезону більше поширювалися у сівозмінах, які складалися із двох теплолюбних та однієї холодостійкої культури). Отже, розробку системи контролю бур’янів слід починати із планування сівозміни.
Аналогічні результати отримано у напівпустельних преріях Канади, під час вивчення життєздатності насіння мишію зеленого залежно від глибини загортання в грунт. Насіння цього
бур’яну висівали на глибину від 1 до 10 см, а також залишали на поверхні грунту. Через рік понад 70% насіння, що перебувало у грунті на глибині
10 см, було життєздатним на відміну від усього лише 20% насіння, що зберегло свою життєздатність на поверхні. Через два роки кількість життєздатного насіння, висіяного на глибину 10 см, була все ще вп’ятеро більша, ніж чисельність розміщеного на поверхні грунту. Навіть за умов висівання насіння у грунт лише на глибину 1 см рівень його життєздатності був вищим, аніж у насіння, що залишали на поверхні грунту. Подібні результати отримано також у Новій Зеландії і на південному сході США.
Результати цих дослідів пояснили одну із причин того, чому під час упровадження технології «ноу-тілл» спостерігається менший рівень виживання насіння бур’янів у посівах, і з часом він упродовж вегетаційного періоду зменшується. Своєю чергою, зменшення кількості сходів бур’янів поліпшує дію гербіцидів, оскільки вони, за даними дослідників, ефективніші за низької щільності бур’янів. Учені також констатують, що кількість широколистих бур’янів (двосім’ядольних), стійких до застосування післясходового гербіциду, обумовлюється їхньою початковою чисельністю. Аналогічні результати науковці відмічали раніше тільки в експериментах із грунтовими гербіцидами. За їхніми даними, ефективність Атразину залежить від загального рівня засміченості поля. Невелика щільність сходів бур’янів сприяє зменшенню кількості незнищених рослин, здатних продукувати насіння і тим самим забезпечити збереження популяції цього виду.
За систем землеробства без застосування механічного обробітку грунту вплив чергування культур на рівень засміченості проявляється значно сильніше. Наприклад, у варіантах за технологією «ноу-тілл» засміченість за двопільної сівозміни була у 13 разів вища, ніж за чотирипільної, а у варіантах із обробітком грунту — тільки вп’ятеро.
Цей взаємний вплив технології «ноу-тілл» і типу сівозміни на поширення актуальної засміченості посіву із часом проявляється загальним зниженням кількості проростання бур’янів у посівах. У низці дослідів у чотирипільній сівозміні порівнювали інтенсивність проростання бур’янів упродовж трьох років залежно від технології обробітку грунту. Першого року інтенсивність появи сходів бур’янів була однаковою як на тлі обробітку, так і за технології «ноу-тілл». Другого року на тлі обробітку їх було вдвічі, а на третій — у вісім разів більше, ніж у варіантах за технологією «ноу-тілл». За умов дворічного чергування у сівозміні культур холодного і теплого періодів вирощування та застосування технології «ноу-тілл» є можливість ефективно контролювати не тільки актуальну забур’яненість посівів, а й потенційну засміченість грунту.
За «ноу-тілл»-технологією у системі контролю бур’янів суттєвим фактором є також рослинні рештки, які залишаються на поверхні грунту. Вони пригнічують проростання бур’янів, поліпшують екологічні умови, обмежуючи поширення небажаної шкодочинної рослинності фізичним шляхом або через алелопатичний вплив. За даними іноземних дослідників, ефект пригнічення проростання насіння починає проявлятися за кількості пожнивних решток на рівні 3000 кг/га і підсилюється приблизно до 12% на кожні додаткові 1000 кг/га решток.
У технології «ноу-тілл» вплив пожнивних решток на проростання бур’янів набагато вищий, аніж за механічного обробітку грунту, тому що вони зберігаються на поверхні і мають безпосередній контакт із насінням бур’янів. Згідно із дослідами, проведеними у степовій зоні США, навіть одноразовий обробіток грунту плоскорізом знижував здатність рослинних решток пригнічувати проростання бур’янів, хоча після обробітку на поверхні ще залишалася велика кількість цих решток. Розпушування грунту культиватором-плоскорізом, очевидно, спричинило сепарацію насіння бур’янів із рослинних решток і сприяло загортанню їх у грунт, де умови для їхнього проростання більш сприятливі. Таким чином обробіток грунту знижував спроможність рослинних решток впливати на проростання насіння бур’янів і їхній подальший розвиток.
Завдяки забезпеченню високотехнологічними сільськогосподарськими машинами і механізмами фермери США мають можливість провести сівбу за технології «ноу-тілл» у стислі календарні строки. Це дає їм змогу варіювати терміни сівби, щоб дати час бур’яновому насінню максимально прорости у допосівний період, а потім успішно знищити проростки гербіцидами. Однак є певні обмеження на використання цього прийому. Так, якщо занадто затягнути тривалість допосівного періоду і провести сівбу за неоптимальних термінів, є висока ймовірність зниження врожайності культури.
Як альтернативу цьому методу фермери змінюють тривалість допосівного періоду, чергуючи на полі культури із різними оптимальними строками сівби — це дає змогу контролювати бур’яни без негативного впливу на врожайність. Таку можливість боротьби із бур’янами було продемонстровано у зазначених вище довготривалих дослідах у степовій зоні США. Позитивний вплив сівозміни, що включає дві холодостійкі і дві теплолюбні культури, на щільність бур’янів проявляється більшою мірою, якщо культури однієї групи відрізняються також строками сівби. Наприклад, у чотирипільній сівозміні різниця в оптимальних строках сівби двох теплолюбних культур — кукурудзи і проса або кукурудзи і соняшнику — може становити до чотирьох тижнів.
У інтегрованій системі контролю кінцевим показником її ефективності є рівень відтворення популяції шкідливого об’єкта. У гербології він оцінюється за кількістю утвореного життєздатного насіння. Добре відомо, що за застосування будь-яких винищувальних заходів деяка кількість бур’янів залишається незнищеною, і вони утворюють життєздатне насіння. Репродуктивність цих бур’янів може бути пригнічена підвищенням конкурентоспроможності культурного компонента агрофітоценозів. За технології «ноу-тілл» для цього доступні такі прийоми, як, наприклад, висока якість сівби або внесення добрив. Але ключ для досягнення високої ефективності — поєднання декількох прийомів.
Так, жито посівне (Secale spp.) є домінуючим бур’яном у посівах пшениці озимої. Застосуванням тільки одного заходу, як, наприклад, підвищення густоти стояння культури, поліпшення якості сівби або внесення добрив під час сівби, можна знизити продукування насіння цим видом бур’яну не більше ніж на 5% — і лише поєднанням усіх трьох заходів у систему можна відчутно підвищити сумарну ефективність протибур’янової боротьби. Це підтверджується зниженням насіннєвої продуктивності бур’яну на 40%, що у вісім разів більше порівняно із застосуванням будь-якого окремого прийому. Те саме і з просом: внесення добрив під час сівби, збільшення щільності посіву або вирощування високорослого сорту — як окремий захід тільки зменшує властивість щириці звичайної (Amaranthus retroflexus L.) до продукування насіння приблизно на 20%. За поєднання цих трьох заходів у систему продукування насіння зменшувалося на понад 90%.
Різноманітність культур у сівозміні також сприяє підвищенню конкурентоспроможності посіву до бур’янів. У степовій зоні США фермери, застосовуючи технологію «ноу-тілл», часто вирощують пшеницю озиму після пшениці ярої. За такого чергування у посіві пшениці озимої із нормальною густотою стояння жито посівне продукувало до 200 шт. життєздатного насіння на одній рослині. Підвищення конкурентоспроможності культури за допомогою поліпшення якості сівби або внесення добрив знижувало насіннєву продуктивність жита посівного на 45%. Зміна попередника сприяє обмеженню кореневих гнилей і підвищує конкурентоспроможність посіву пшениці озимої щодо бур’янів. Наприклад, заміна пшениці ярої на горохово-вівсяну сумішку сприяла зменшенню шкідливості кореневих гнилей пшениці озимої і знижувала репродуктивність жита посівного до 49 насінин на рослині, тобто на 75%.
Агротехнічні прийоми, спрямовані на підвищення конкурентоспроможності культурних рослин, є заходами інтегрованої системи контролю бур’янів. Наприклад, змінена технологія внесення добрив під просо, яка забезпечила збільшення густоти стояння культурних рослин, у поєднанні із вирощуванням високорослого сорту знизила втрату врожайності через бур’яни до 2% на противагу 29% втрат урожайності з цієї самої причини за застосування стандартної технології вирощування культури. Аналогічний результат отримали, змінивши технологію вирощування кукурудзи. Втрати врожаю через шкідливість мишію становили 43%, за умов вирощування кукурудзи із густотою стояння 37 000 рос-
лин/га, шириною міжрядь 76 см і за використання розкидного способу внесення добрив. За внесення добрив у рядок під час сівби зі зменшенням ширини міжрядь до 50 см і підвищенням густоти стояння до
47 000 рослин/га за тієї самої системи захисту досягли зниження втрат урожайності культури від шкідливості цього виду бур’яну до 13%, тобто майже втричі.
Стійкість сільськогосподарських культур до бур’янів можна також підвищувати шляхом правильного добору попередника. Так, кукурудза виявилась стійкішою до італійського проса (Setaria italica L.) після попередника гороху, ніж після сої або кукурудзи. Урожайність кукурудзи становила 2950 кг/га після попередника гороху і всього лише 200 кг — після попередника кукурудзи. Рівень забур’яненості за цими варіантами відрізнявся у 15 разів. Але навіть якщо у посівах не відмічали шкідливості бур’янів, більший урожай кукурудзи отримали після попередника гороху, ніж після сої або кукурудзи. Навіть засмічена кукурудза після попередника гороху давала такий самий урожай, як її чистий посів після кукурудзи. Іноземні дослідники пояснюють це тим, що рештки кукурудзи виділяють токсини, які негативно впливають на проростки кукурудзи у разі повторного її висіву, що і знижує її конкурентоспроможність.
Застосування всіх елементів інтегрованої системи контролю бур’янів дало можливість фермерам степової зони США зменшити потребу застосування гербіцидів. За технології «ноу-тілл» і сівозміни із такою схемою чергування культур: пшениця озима — кукурудза — просо — пар — фермери вирощують пшеницю озиму і просо без обприскування посівів гербіцидами, тому що чисельність бур’янів у посівах цих культур настільки незначна, що вона не впливає на їхню врожайність. Необхідність контролю бур’янів на полях, відведених під пар, також мінімальна. Для знищення бур’янів застосовували всього два-три гербіциди, хоча раніше у двопільній сівозміні пшениця озима — пар поля під паром обробляли п’ять-сім разів різними препаратами.
Шестирічний досвід землеобробітку показав, що витрати на контроль бур’янів у виробничників можуть становити 38 дол./га за технології «ноу-тілл» і сівозміни із чергуванням різних культур проти
75 дол./га — у разі вирощування пшениці озимої після пару із застосуванням оранки. Чистий прибуток за технології «ноу-тілл» і чотирипільної сівозміни із різними культурами також виявився більшим, порівняно із застосуванням двопільної сівозміни пар — пшениця озима і традиційної технології грунтообробітку, завдяки високій продуктивності грунту і здешевленню витрат на контроль бур’янів. Додаткова користь від застосування у сівозміні різноманітних культур полягає у тому, що за цих умов виробничникам набагато простіше формувати асортимент гербіцидів за способами дії задля мінімізації загрози формування резистентних популяцій бур’янів.
Такий підхід до контролю бур’янів за застосування технології «ноу-тілл» також показав високу технічну ефективність та економічну доцільність у Канаді й Австралії. На сьогодні у цих країнах загальновизнано, що основою системи контролю бур’янів за застосування нульової технології є сівозміна, що включає культури із різною тривалістю вегетаційного періоду.
Попри те, що врожайність за технології «ноу-тілл» часом дещо нижча, ніж за умов традиційного землеробства, зате такий обробіток землі потребує значно менших затрат праці та витрати пального. Нульовий обробіток грунту є сучасною, досить складною системою землеробства, яка потребує застосування спеціальної техніки і дотримання технологій. Порівняно із традиційною технологією, система нульового обробітку грунту має низку переваг: економія ресурсів (пального, добрив, трудових затрат, часу, зниження амортизаційних витрат) та економія господарських фінансів, збереження і відновлення родючого шару грунту, зниження або ж навіть повне запобігання ерозії грунтів, накопичення грунтової вологи, що особливо актуально в умовах степу, і, відповідно, помітне зниження залежності врожаю від погодних умов. Незначне зниження врожайності за «ноу-тілл»-технології компенсується зниженням витрат, унаслідок чого підвищується рентабельність виробництва.
Таким чином, упровадження технології «ноу-тілл» і разом з тим — нових підходів стосовно застосування засобів захисту культур від шкідливості сегетальної рослинності, а також економія пального і збереження вологи грунту сприяють зменшенню високих витрат на комерційне виробництво сільськогосподарських культур.