Землеробство - Гудзь В.П. - 3.3.3. Ґрунтозахисні сівозміни

Земельні ресурси та сприятливі кліматичні умови України зумовлюють високий потенціал виробництва продукції рослинництва, але традиційний екстенсивний підхід до використання землі призвів до нестійкого стану галузі. Розширення ріллі тривалий час було єдиним, хоч і згубним для майбутнього, засобом ведення галузі, оскільки супроводжувався скороченням природних кормових угідь, що призвело до занепаду тваринництва, погіршення якісного стану ґрунтів, зростання енергоспоживання, порушення екологічної рівноваги в навколишньому середовищі та загострення соціальної напруги.

Нині розорано 82% сільськогосподарських угідь, у деяких областях (Вінницькій, Тернопільській, Кіровоградській) - понад 90%, а в багатьох районах цей показник сягає 96%. Такого рівня розораності угідь ніколи не знали розвинуті країни світу і жодна республіка колишнього СРСР. Наприклад, у Німеччині розорано 32%, Англії - 18,5, в США - 20% сільськогосподарських угідь.

Ступінь освоєння земельного фонду в Україні - близько 60% порівняно з 10% в колишньому СРСР в цілому і 12% - у США.

Таким чином, високий рівень розораності угідь, укрупнення полів, а також розширення посівів просапних культур за повоєнні роки більше ніж удвоє призвели до розвитку небувалих ерозійних процесів. Щорічні втрати ґрунту становлять близько 600 млн. т, зокрема понад 20 млн. т гумусу.

Знизилася біологічна активність ґрунту, забруднилися і зменшилися ресурси прісної води. Лише кожний п'ятий житель України споживає відповідної якості воду. До речі, на одного жителя в нас припадає в чотири рази менше прісної води, ніж у США.

Сумарні щорічні збитки від ерозії становлять близько 5 млрд., а втрати чистого прибутку - майже 3 млрд. доларів США.

На якісний стан ґрунтів згубно впливає вилучення з обробітку орних земель на несільськогосподарські потреби. Лише на дні штучних морів і водойм України з урахуванням підтоплення та заболочення опинилося близько 2,4 млн. га родючих земель.

Площа орних земель, розташованих на схилах крутістю від 3° і більше, становить майже 4 млн. га.

На цих землях відбуваються непоправні втрати енергії, змив ґрунту в окремі роки під просапними культурами становить 100-200 т/га.

Як відомо, водна ерозія відбувається при крутості схилу 0,5°. Із суглинкових і глинистих безструктурних ґрунтів з низькою водопроникністю стікає 70% дощової і 100% талої води.

Доцільно нагадати, що затримання на площі 1 т води і використання її для формування врожаю коштує в 10 разів дешевше, ніж подача її для зрошення з будь-якого джерела. При цьому потенційна небезпека посух на формування врожаю значно послаблюється.

Найважливішим заходом боротьби з ерозією ґрунтів є впровадження ґрунтозахисних сівозмін.

Сівозміни, в яких набір, розміщення та чергування сільськогосподарських культур забезпечують захист ґрунтів від водної (на 65-70%) та вітрової ерозії, створюються умови для підвищення родючості еродованих і ерозійно небезпечних земель, забезпечується підвищення врожаїв сільськогосподарських культур, називаються ґрунтозахисними. Впровадження їх поєднується з такими заходами, як контурно-меліоративна організація території, яка включає, зокрема, спорудження різних водорегулювальних систем, смугове розміщення посівів, залуження відповідно до змитості ґрунту, крутості схилу та ґрунтозахисної ефективності культур.

Сільськогосподарські культури за їх реакцією на умови життя поділяють на три групи: дуже-, середньо-, та малочутливі. До першої групи належать буряки, баштанні культури, соняшник, коноплі, картопля, озима та яра пшениця, просо і кукурудза; до другої - ячмінь, гречка, зернобобові, однорічні трави; до третьої - овес, озиме жито, багаторічні трави. Урожай культур першої групи на мало-, середньо- та дуже змитих ґрунтах зменшується відповідно на 10-30, 30-70, 60- 90%; другої - на 5-15, 20-55, 40-70%, третьої - на 5-10, 15-40, 25-55% порівняно з продуктивністю цих культур на незмитих ґрунтах вододілу (І. П. Здоровцев, А. Е. Шевцов, 1982).

Залежно від покриву поверхні поля, сільськогосподарські культури забезпечують різну ґрунтозахисну ефективність. Так, багаторічні трави й озимі мають найбільший коефіцієнт ефективності - 0,95-0,82, однорічні трави та ранні ярі зернові й зернобобові - 0,50-0,42, просапні - 0,47-0,14, чорний пар зовсім не захищає ґрунт від ерозії (табл. 21).

Найтриваліший за часом і надійний захист ґрунтів забезпечують багаторічні трави. Добре розвинуті озимі культури (з кущистістю не менше 3) захищають ґрунт від ерозії з середини осені до підняття зябу після збирання врожаю. Ярі зернові звичайної рядкової сівби захищають ґрунт з другої половини весни до обробітку зябу. Після культур звичайної рядкової сівби протиерозійний фон зберігається за плоскорізного обробітку, чим збільшується фітомеліоративна дія рослин.

Таблиця 21

Ґрунтозахисна ефективність сільськогосподарських культур залежно від крутості схилу

Просапні культури до змикання міжрядь мало захищають ґрунт від ерозії, а в другій половині літа, коли в рослин добре розвинута листкова поверхня, ґрунтозахисний вплив їх посилюється.

У дослідах Хмельницької сільськогосподарської дослідної станції на схилі крутістю 6-8° змив ґрунту становив під покривом багаторічних трав першого року використання 1,1 т/га, озимої пшениці - 8,9, а кукурудзи - 53,2 т/га. Під багаторічними травами другого та третього років використання змиву ґрунту майже не було.

Ґрунтозахисна ефективність культур зменшується із збільшенням крутості схилів. Так, на схилі до 3°, на якому вирощують озиму пшеницю, імовірність захисту ґрунту від шкідливої дії водної ерозії становить 82, а де ростуть багаторічні трави - 95%. На схилах крутістю 6-9° ґрунтозахисна дія послаблюється - відповідно до 7768 та 94-84%.

Ґрунтозахисну ефективність сівозміни визначають за допомогою формули:

де Г_с - ґрунтозахисна ефективність сівозміни,%;

Зк - ґрунтозахисна ефективність культури (1, 2, п) у сівозміні, %;

Пв - частка культури (1, 2, п) у сівозміні, %.

Із збільшенням ступеня змитості ґрунту продуктивність сільськогос-подарських культур знижується. Це залежить і від реакції культур на ступінь еродованості ґрунту. Так, озимі, горох і ячмінь добре ростуть на малозмитнх ґрунтах, але різко зменшують урожай на середньо- та дуже змитих і лише еспарцет та люцерна тут найменше знижують його.

Одним з найважливіших заходів підвищення ґрунтозахисної ролі сівозмін є смугове розміщення посівів, тобто поле займають не однією культурою чи паром, а декількома і розміщують їх не суцільними посівами, а точно чергують окремі стрічки (смуги).

Ґрунтозахисні властивості смугового розміщення посівів сільськогосподарських культур полягають у тому, що при чергуванні на полях агрофонів надземні органи рослин (стебла та листки) захищають поверхню ґрунту від ударів дощових крапель та повітряних струменів, а коренева система міцно утримує частки. Надійність захисту поверхні ґрунту від дощових крапель та зменшення швидкості руху й концентрації поверхневого стоку залежать від фази розвитку рослин.

На прямих однобічних схилах розміщують прямолінійні смуги, а на багатобічних - межі смуг йдуть паралельно плавно вигнутими кривими лініями. На схилах з глибокими улоговинами, глибина яких перебільшує 2 м, смуги розміщують у комплексі із залуженням улоговин. Смугове розміщення посівів запобігає утворенню струменевих та борозенно-струминних вимоїн і водориїв, тобто зменшує або припиняє змив ґрунту.

В осінньо-зимовий та весняний періоди захист ґрунту від ерозії забезпечують смуги, зайняті культурами звичайної рядкової сівби (багаторічні трави, озимі), або стерня озимих та ярих культур.

При розміщенні смуг сільськогосподарських культур необхідно, щоб частина кожного поля була вкрита рослинністю чи стернею культур звичайної рядкової сівби. Тому при складанні схеми чергування культур у сівозміні насамперед визначають чергування в смугах агрофонів за порами року, яке забезпечує захист ґрунтів від ерозії смугами сільськогосподарських культур майже протягом року. На схилах максимального ефекту досягають за смугового розміщення посівів багаторічних трав та озимих (табл. 22). Дещо послаблюється ефект при поєднанні смуг інших культур і агрофонів.

Таблиця 22

Чергування культур агрофонів за смугового розміщення сільськогосподарських культур

При підборі культур для ґрунтозахисних сівозмін особливу увагу треба звертати на те, як ця культура задовольняє потреби спеціалізації господарства, забезпечує захист ґрунтів від ерозії, сприяє підвищенню родючості еродованих ґрунтів, впливає на роботу машинно-тракторних агрегатів під час сівби, догляду за посівами та збирання врожаю.

Дослідження, проведені Інститутом охорони ґрунтів УААН, переконують, що нормальна робота машинно-тракторних агрегатів, а також сприятливі умови для росту і розвитку рослин складаються, якщо цукрові буряки розміщують на схилах до крутістю 3°, кукурудзу на зерно до 7-8, кукурудзу на силос і соняшник - до 8, ярі та озимі культури звичайної рядкової сівби на зерно - до 9-10, озимі на зелений корм - до 11-12°. Крутіші схили доцільно засівати багаторічними травами. При цьому високу продуктивність та ґрунтозахисну ефективність забезпечують сівозміни, де багаторічні трави становлять близько 50-60% посівної площі, тобто вони є основою ґрунтозахисних сівозмін.

Існуюча структура посівних площ у господарствах з наявністю еродованих земель здебільшого не відповідає оптимальній. Посівні площі під окремими культурами не мають достатнього наукового обґрунтування через відсутність методики визначення допустимих розмірів у кожному господарстві залежно від спеціалізації і наявності еродованих земель. Невідповідність існуючої і оптимальної структур посівних площ сприяє збільшенню ерозійних процесів тим більше, чим більша ця невідповідність.

Заслуговують на увагу рекомендації вчених Інституту землеробства УААН щодо оптимізації структури посівних площ в агроландшафтах господарств з різною наявністю еродованих земель (В. В. Кульбіда, 1991).

Згідно з цими рекомендаціями, оптимізацію посівних площ починають з групування орних земель за крутістю схилу, обґрунтування доцільності вирощування на кожній з них певних культур.

У господарствах на кожній групі земель нарізаються окремі сівозміни. Тривалість їх ротації визначають за періодом повернення основних культур. Оптимальну щорічну площу культур установлюють множенням середньої площі поля на коефіцієнт придатності земель у сівозміні й на ціле число при діленні кількості полів сівозміни на мінімальний період повернення на попереднє місце з урахуванням року її вирощування, а окремі площі за сівозмінами додають, наприклад:

де π_к - площа культур;

k - коефіцієнт придатності земель для культури;

р - середня площа поля;

п - кількість полів у сівозміні;

В - мінімальний період повернення культури на попереднє місце її вирощування;

l - сума площ за сівозмінами.

Оптимальна площа озимих, що визначається, узгоджується з попередниками. Максимальну площу зернових для господарств з виробництва товарного зерна визначають за формулою

де 2 - два поля зернових. Площа бобових:

де 1+2 - рік вирощування і два роки після вирощування бобової культури.

Насичення сівозмін просапними культурами необхідно пов'язувати з виробництвом органічних добрив згідно з рівнянням

де П₃ -площа зернових, га;

П_ш - площа просапних, га;

П_6т - площа багаторічних бобових трав, га;

0 - об'єм виробництва органічних добрив, т (В. В. Кульбіда, 1991).

У ґрунтозахисних сівозмінах в районах з достатнім зволоженням треба висівати переважно конюшину, в районах з нестійким - доцільно сіяти еспарцет або люцерну. Проте найпродуктивніші й забезпечують великий ґрунтозахисний ефект сумішки багаторічних трав, які складаються з двох бобових компонентів. Багаторічні трави, крім великої ґрунтозахисної ефективності, є добрим попередником озимих, особливо в роки з достатнім зволоженням.

Як зазначалося, у ґрунтозахисних сівозмінах добре розвинута озима пшениця за продуктивністю і ґрунтозахисною ефективністю посідає друге місце після трав. Тому для одержання високих її урожаїв розміщення після кращих попередників має першорядне значення. Озиму пшеницю, крім розміщення після багаторічних трав, треба сіяти і після однорічних трав, а також кукурудзи на силос ранніх строків збирання.

У ґрунтозахисних сівозмінах кукурудзу доцільно висівати після озимої пшениці, а також після багаторічних трав дво-, трирічного використання. Введення в сівозміну, особливо з короткою ротацією, кукурудзи відіграє і фітосанітарну функцію, сприяє нормалізації умов розвитку та росту бобових трав при невеликому періоді повернення їх на попереднє місце вирощування.

Ярі ранні звичайної рядкової сівби (ячмінь, однорічні трави) використовують у ґрунтозахисній сівозміні як покривні культури багаторічних трав. Варто зазначити, що кращих результатів досягають при підсіві їх під однорічні трави. Ґрунтозахисні сівозміни в основному мають кормовий напрям. Тому в господарствах, які спеціалізуються на виробництві яловичини чи молока, впроваджують сівозміни, де кормова група становить не менше ніж 75-80% площі. Якщо ж господарства спеціалізуються на виробництві свинини чи продукції птахівництва, зернова група сівозміни без різкого зменшення ґрунтозахисної дії може бути доведена до 60% площі посіву.

Подальше збільшення її при скороченні площі багаторічних трав не забезпечує належного захисту ґрунту, росту продуктивності сівозміни та розширеного відтворення родючості ґрунту.