Ресурсо- й енергоощадні технології обробітку грунту та сівби зернових культур

Актуальне завдання рільництва — збереження родючості грунту. Коли вплив людини на землю став набагато відчутнішим, інтенсивнішим, землеробство стикнулося з проблемою швидкої деградації грунтів і різким зниженням їхньої родючості.

За останні сто років чорноземні грунти втратили понад половину своєї потенційної родючості (гумус, запаси поживних речовин, структура та інші властивості). Спричинюють ці явища: велика розораність земель, широке застосування оранки, висока інтенсивність обробітку грунту, незначне повернення органіки в грунт. Вирішити цю проблему можна з допомогою новітніх грунтозахисних енерго-, ресурсо- і вологоощадних технологій.
У радянські часи ідею обробітку грунту без обертання скиби науково розробляли Т. С. Мальцев (1954), наукові школи О. І. Бараєва (1975) і М. К. Шикули (1998). Але ці розробки велися в опозиції до офіційної науки, яка гальмувала їх, використовуючи для цього силу влади. Західні країни, які перейшли на мінімізацію обробітку грунту й мульчування його поверхні рослинними рештками, витрачають на одиницю вирощеного врожаю вдвічі-вчетверо менше коштів, ніж за технологій, що базуються на застосуванні оранки і вважаються у нас традиційними. Позиція офіційної агронауки спричинила технологічне й технічне відставання України від західних держав. Ніщо не змінилося й за часів незалежності. Тому, зважаючи на скрутне становище, що склалося в сільськогосподарських підприємствах, цю проблему слід вирішувати на загальнодержавному рівні.
 За традиційною (класичною) технологією на обробіток грунту витрачається величезна кількість ресурсів: паливно-мастильні матеріали, парк техніки, робочий час, добрива, також посилилися водна й вітрова ерозії, зменшився вміст органічних речовин у грунті й, у цілому, погіршився екологічний стан.
Традиційна технологія вирощування сільськогосподарських культур, яка грунтується на застосуванні оранки та є значним споживачем енергетичних ресурсів (що значною мірою позначається на собівартості виробленої продукції), уже вичерпала себе внаслідок суцільної деградації грунтів і величезної енергоємності. Встановлено, що на таку систему обробітку грунту припадає 50% енергетичних і 25 трудових витрат загального обсягу польових робіт. Тому енергоощадження для сільгоспвиробника має велике значення: потрібно застосовувати ефективніші грунтозахисні та енергоощадні технології, такі як: мінімальний обробіток грунту, нульова та біологічна системи землеробства. Тим більше, що в Україні розроблено наукові передумови їхнього впровадження і є напрацьований досвід їхнього використання в передових господарствах, таких як: ПП “Агроекологія” та “Обрій” Шишацького району Полтавської області, ПСП “Сокільча” Попільнянського району Житомирської області, АТЗТ “Агро-Союз” Синельниківського району Дніпропетровської області.
Протягом 1974–2003 років Національний аграрний університет обгрунтував і вдосконалив грунтозахисні технології вирощування культур для всіх зон і підзон України. Вони базуються на мінімальному обробітку грунту на глибину 4–5 см під усі культури сівозміни (в тому числі під буряки, кукурудзу, соняшник тощо), біологізації рільництва використанням нетоварної частини врожаю як органічних добрив, мульчуванні поверхні грунту післяжнивними рештками та широкому застосуванні сидератів для всіх зон і підзон. Упровадження їх у виробництво дало змогу зекономити пальне (вдвічі-вчетверо), мінеральні добрива (вдвічі), пестициди (вп’ятеро-ввосьмеро), робочий час (утричі) і мати вологозберігаючий ефект до 50 мм продуктивної вологи порівняно з традиційними технологіями. За грунтозахисних технологій удобрюється грунт, який спроможний забезпечити всі потреби рослин завдяки поліпшенню грунтових режимів — поживного, водного, повітряного, теплового та фітосанітарного, тобто прискорення малого біологічного кругообігу речовин і енергії за мінімізації обробітку грунту. Такий довгий нелегкий шлях відтворення родючості грунтів пройшло ПП “Агроекологія” Шишацького району Полтавської області. Тут уже 30 років не орють землю, 27 — не використовують пестицидів, 17 років здійснюють біологізацію землеробства завдяки нетоварній частині врожаю й сидератам, 12 років — зменшують глибину обробітку грунту (з 1990 року до 10 см, з 1996 — до 4,5 см під усі культури сівозміни), а останні вісім років перестали застосовувати синтетичні мінеральні добрива. Завдяки такому способу господарювання врожайність культур у ПП “Агроекологія” вдвічі вища, ніж у навколишніх господарствах, собівартість продукції ушестеро нижча, ніж за традиційних технологій.
За даними АТЗТ “Агро-Союз”, порівняльна характеристика основних витрат на вирощування озимої пшениці після кукурудзи на силос за традиційної технології і за двома варіантами грунтозахисної технології — з використанням середньозахватної та широкозахватної техніки — свідчить, що, порівняно з традиційною технологією, грунтозахисна потребує в 2,9 раза менше мото-годин за використання середньозахватної техніки й уп’ятеро менше — за широкозахватної. Відповідно, зменшилися витрати пального — в 2,3 і 3,2 раза. Тут значну роль відіграли як глибина обробітку, так і ширина захвату грунтообробних машин, — відповідно, в 1,7 і 2,5 раза. Але найразючіші зміни сталися у витратах на вирощування озимої пшениці. Проти традиційної технології, за грунтозахисної із середньозахватною технікою витрати на вирощування зменшилися в 6,3 раза.
 Отже, основою енергоощадних  технологій на механізованих польових роботах є мінімізація обробітку грунту, яка дає змогу збільшити ширину захвату грунтообробних машин і зменшити витрати пального. Мульчування поверхні грунту післяжнивними рештками дає можливість значно зменшити кількість технологічних операцій, що теж забезпечує економію пально-мастильних матеріалів, сприяє формуванню грунтозахисного покриття, яке протидіє вітровій і водній ерозіям, забезпечує збереження вологи у грунті протягом усього вегетаційного періоду, запобігає активному проростанню бур’янів, сприяє активізації грунтової мікрофлори та відтворенню родючості грунту. Технологічно сільськогосподарські підприємства в усіх зонах і підзонах України готові перейти на новітні технології, і для цього розроблено поопераційні грунтозахисні технології. Щодо технічного забезпечення спостерігається тенденція збільшення виробників сучасних грунтообробних машин, які мають належний науковий потенціал і конструкторське проектування. Найякісніші машини для грунтозахисного землеробства випускають на ВАТ “Галещина, машзавод”, ВАТ “Хмільниксільмаш”, ТОВ НВП “БілоцерківМАЗ”, ВАТ “Точмаш”, ТОВ “Краснянське СП “Агромаш” тощо.
Для визначення ефективності різних способів безполицевого обробітку грунту і сівби озимих зернових культур, порівняно з традиційною технологією, співробітники Українського науково-дослідного інституту прогнозування та випробування техніки й технологій для сільськогосподарського виробництва імені Леоніда Погорілого (УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого) провели класифікацію основних технологій обробітку грунту, розділивши їх на чотири групи:
n традиційна, що грунтується на використанні полицевих знарядь із повним перегортанням оброблюваного шару грунту та якісним загортанням рослинних решток;
n безполицевого обробітку, тобто без перегортання оброблюваного шару, підрізання підземних і збереження надземних рослинних решток на поверхні поля;
n поверхневого обробітку, який забезпечує підрізання бур’янів, кришення, розпушування, вирівнювання грунту оброблюваного шару на глибину 8 см;
n технологія прямої сівби, що передбачає проведення сівби без попереднього обробітку грунту.
Класифікацію зроблено на підставі оцінки технологічних операцій, які здійснюють під час виробництва сільськогосподарської продукції. Для кожної технології встановлено концептуальний перелік базових технологічних заходів, обгрунтовано вимоги до якості виконання операцій, визначено групу машин та доведено доцільність їхнього використання.
Певна умовність запропонованої системи стосується питань реалізації основних параметрів технологій. Деякі операції у них здійснюються знаряддями, що можуть бути використані на різних етапах. При цьому початкові й кінцеві умови до окремих технологічних операцій у різних технологіях не завжди збігаються. Внаслідок цього вимоги щодо технічних показників машини будуть різні, що приведе до зміни енергетичних витрат і ефективності використання.
Наведені технології можна реалізувати завдяки набору різноманітних марок сільськогосподарських знарядь і робочих органів, які за принципом роботи належать до тієї чи іншої технології. У табл. 1 наведено економічні показники виконання технологічних процесів обробітку грунту та сівби зернових культур за цими технологіями.
Виходячи з показників табл. 1, технологія безполицевого основного обробітку грунту, мульчування грунту рослинними рештками та сівби, порівняно з традиційною технологією, забезпечує зниження витрат праці на 5% за першим варіантом і на 64 — за другим; витрати палива зменшуються, відповідно, — на 13 і 57%, прямі експлуатаційні витрати — на 31 і 40%. Технологія сівби з поверхневим обробітком та мульчуванням грунту рослинними рештками, якщо порівнювати з традиційною, забезпечує зниження витрат праці на 50% за першим варіантом, на 82% — за другим і третім варіантами; витрати палива — на 53, 81, 61%, а прямі експлуатаційні витрати — на 43, 73 і 27%, відповідно. Технологія прямої сівби зернових культур, порівняно з традиційною технологією, забезпечує зниження витрат праці на 81%, витрат палива — на 87 і прямих експлуатаційних витрат — на 57% відповідно.
Технологія сівби з поверхневим обробітком та мульчуванням грунту рослинними рештками є найперспективнішою на етапі переходу від традиційних технологій до прямого висівання, але вітчизняний комплекс машин, який задовольнив би вимоги цих технологій, нині, на жаль, малоспроможний. Тому вітчизняним виробникам сільгосптехніки варто звернути увагу на створення не окремих машин, а високопродуктивних комбінованих агрегатів і комплексів.
За матеріалами досліджень, які провела лабораторія систем економічних нормативів на нову техніку, було розроблено норми продуктивності та витрати палива на посівній зернових культур рядковою сівалкою Solitair-12/1200K в агрегаті з трактором John Deere-8520 із нормою висіву насіння 120–180 кг/га без внесення мінеральних добрив за традиційною технологією та за технологією з мінімальним обробітком грунту. Для першої групи полів (довжина гону — 1000 м і більше) норма продуктивності становить 61,8 га за семигодинну робочу зміну за традиційною технологією і 66,7 га — за нульовою, що більше на 4,9 га, або на 7,93%. Результати досліджень також засвідчили, що при цьому витрати палива за традиційною технологією обробітку становлять 3,3 л/га, а за мінімальною — 2,8 л/га, що менше на 0,5 л, або на 15,2%, відповідно, без урахування витрат за традиційною технологією на попередні технологічні операції обробітку грунту.
За традиційною технологією по основному обробітку грунту здійснювали такі операції: лущення стерні бороною дисковою БДВ-7, оранку плугом ПНО-4+1 “Велес”, передпосівну культивацію культиватором КПН-8 в агрегаті з трактором ХТЗ-17221 та висівання рядковою сівалкою Solitair-12/1200K в агрегаті з трактором John Deere-8520. За технологією мінімального обробітку грунту проводили лущення стерні бороною дисковою БДТ-7 в агрегаті з трактором ХТЗ-17221 та сівбу рядковою сівалкою Solitair-12/1200K в агрегаті з трактором John Deere-8520.
У табл. 2 наведено показники економічної ефективності виконання процесу обробітку грунту та висівання зернових культур за цими технологіями.
Аналіз результатів досліджень свідчить, що за показниками економічної ефективності технологія мінімального обробітку грунту має переваги перед традиційною, а саме: прямі експлуатаційні витрати знижуються на 71,83%, а сума приведених витрат — на 55,2%. При цьому річний економічний ефект становить 300470 гривень.
Упровадження ресурсо- та енергоощадних технологій обробітку грунту та висівання — конче потрібне в сільгосппідприємствах. Воно дає можливість вирішити низку дуже важливих проблем у землеробстві, а саме:
n скоротити операції на обробіток грунту та вчасно висівати сільськогосподарські культури, зменшити потребу в машинах і водночас підвищити продуктивність парку в цілому, зменшити собівартість продукції та знизити витрати пального;
n створити умови для накопичення вологи й поживних речовин у грунті;
n забезпечити водний, повітряний і температурний режими; нормальне протікання хімічних і біологічних процесів у грунті; зменшення ерозії, що приведе до підвищення родючості грунту та збереження довкілля.
Слід також зазначити, що із упровадженням мінімальних технологій шаблонне застосування одного знаряддя чи системи обробітку грунту без урахування грунтових умов, кількості опадів, вирощуваних культур, внесення добрив, забур’яненості полів може, замість користі, завдати шкоди сільському господарству. Тому до впровадження цих технологій слід ставитися обережно, з урахуванням індивідуальних особливостей грунтово-кліматичних умов сільськогосподарських підприємств усіх зон і підзон України.

Л. Кукса,
Український науково-дослідний інститут продуктивності агропромислового комплексу