Землеробство - Гудзь В.П. - 4.4. Мінімалізація обробітку ґрунту

Обробіток ґрунту є одним з найбільш сильнодіючих факторів на його фізико-хімічні властивості. Надмірна інтенсифікація обробітку ґрунту, особливо повсюдне застосування глибокої оранки, призвело до погіршення його фізико-хімічних властивостей, руйнування структури, посилення ерозійних процесів. Ці та інші обставини спричинили необхідність пошуку шляхів зменшення механічної дії на ґрунт - міні-малізації його обробітку.

Теоретичною основою мінімалізації обробітку ґрунту є положення сільськогосподарської науки про вплив людини і природних факторів на ґрунтові процеси, родючість ґрунту і вимоги культурних рослин до ґрунтового середовища. Наукою встановлено, що надмірна інтенсивність обробітку прискорює розклад гумусу в ґрунті, призводить до збільшення втрат поживних речовин, розпилювання ґрунту, зростання загрози ерозії. Неоднаково реагують на щільність ґрунту окремі культури. Краще переносять підвищену щільність зернові й гірше - просапні культури, особливо корене- та бульбоплоди.

В умовах різного зволоження на ґрунтах однієї й тієї самої відміни параметри оптимальної щільності будови для окремих сільськогосподарських культур змінюються. Так, за даними Інституту землеробства УААН, у роки з нормальним і недостатнім зволоженням на дерново-підзолистому середньосуглинковому ґрунті оптимальна об'ємна маса орного шару для ячменю становить 1,2-1,25 г/см³, а в роки з підвищеним зволоженням - 1,1-1,2 г/см³. Це пояснюється зміною водно-повітряного режиму ґрунту при різних метеорологічних умовах. При високій забезпеченості рослин елементами живлення зменшується негативний вплив щільності будови ґрунту на врожай сільськогосподарських культур.

Під дією зовнішніх умов розпушений ґрунт через певний час ущільнюється, а надмірно ущільнений саморозпушується, тобто набуває такого стану, коли його об'ємна маса стає сталою, властивою лише певному ґрунту (рівноважною). Величина її залежить від гранулометричного складу ґрунту, вмісту в ньому гумусу тощо. Для чорноземів рівноважна об'ємна маса в середньому становить 1,1-1,25 г/см³, суглинкових дерново-підзолистих ґрунтів - 1,35-1,4, супіщаних і піщаних - 1,5-1,6 г/см³. Чим менша різниця між оптимальною і рівноважною об'ємною масою ґрунту, тим менш інтенсивний обробіток треба застосовувати. До таких ґрунтів належать чорноземи з добрими фізико-хімічними показниками, окультурені суглинкові ґрунти з вмістом гумусу понад 3,5% і ґрунти легкого гранулометричного складу. Важкі за гранулометричним складом безструктурні ґрунти, рівноважна об'ємна маса яких перевищує оптимальну, слід обробляти частіше.

Велике значення в теорії механічного обробітку має і швидкість переходу ґрунту з наданого йому стану до рівноважного. Важливим показником є й критична щільність ґрунту, при якій починають складатися несприятливі умови для рослин. Саме вона, очевидно, буде найбільш об'єктивним показником необхідності обробітку ґрунту, якщо він не буде спричинюватися іншими факторами (поширенням бур'янів тощо).

В. П. Гордієнко (1991) запропонував формулу для визначення критичної щільності будови ґрунту:

де Р_к - критична щільність будови ґрунту, г/см³; d - питома маса ґрунту, г/см³; w - вологість, % від маси ґрунту.

Цією формулою можна користуватися для розрахунків критичної щільності будови при будь-якій вологості та для будь-яких ґрунтів.

Враховуючи різноманітність ґрунтово-кліматичних умов, у нашій країні виділяють три великі зони, в яких можна ефективно застосовувати мінімальний обробіток ґрунту: перша включає чорноземи з високою водотривкістю ґрунтової структури, близькою до оптимальної щільністю будови ґрунту, з оптимальною пористістю і водопроникністю та іншими фізичними властивостями; друга - сірі лісові, темно-каштанові ґрунти із середньою водотривкістю структури; третя - дерново-підзолисті, світло-каштанові та інші ґрунти легкого гранулометричного складу.

Мінімальний обробіток необхідно застосовувати насамперед на чорноземних, каштанових і добре окультурених ґрунтах із сприятливими для рослин агрофізичними властивостями, а також на чистих від бур'янів полях або при систематичному застосуванні гербіцидів, що дасть можливість зменшити обробіток ґрунту і цим зберегти ґрунт від ерозії, забезпечити нагромадження вологи і збільшити родючість.

Мінімалізація обробітку ґрунту має важливе економічне й організаційно-господарське значення. Вона дає можливість зменшити кількість енергетичних засобів і трудових ресурсів, рівномірніше використовувати тракторний парк протягом року при скороченні загальної потреби в тракторах та збільшенні їх навантаження, що сприяє здешевленню рослинницької продукції.

Останніми роками у зв'язку з насиченням сільського господарства важкою технікою, багаторазовий прохід якої по полю призводить до сильного ущільнення ґрунту і різкого зниження родючості, велика робота ведеться по використанню всіх можливостей для мінімалізації його обробітку. Наприкінці восьмидесятих років минулого століття за інтенсивними технологіями кількість механічних обробітків ґрунту під кукурудзу і соняшник досягала 13-15, а під цукрові буряки - 20-22.

Застосування важких ґрунтообробних машин, знарядь і транспортних засобів за існуючої багатоопераційної технології вирощування культур призводило до надмірного ущільнення ґрунту під дією ходових систем і погіршення його агрофізичних властивостей, а отже, і до зниження врожаю.

Ступінь ущільненості ґрунту ходовими системами тракторів та іншої сільськогосподарської техніки залежить від типу машин, їхньої маси, кількості проходів по полю та властивостей ґрунту. За рівнем ущільнювальної дії на ґрунт трактори розміщують у такому порядку: ДТ-75<МТЗ-52<ЮМЗ-80<МТЗ-82<ХТЗ-121<ХТЗ-161< <ХТЗ-172<ХТЗ-150К<К-700. Внаслідок ущільнення вологого ґрунту зменшується його водопроникність, перезволожуються верхні шари і посилюється водна ерозія; при висушуванні ущільненого ґрунту на його поверхні утворюється ґрунтова кірка, яка утруднює газообмін.

Особливо сильно переущільнюється ґрунт за підвищеної вологості. Щоб запобігати цьому явищу, слід обробляти ґрунт при фізичній стиглості, яка перебуває в інтервалі вологості чорноземних ґрунтів 15-24%, дерново-підзолистих - 12-21, сірих лісових - 15-23%. На всіх типах ґрунтів обробіток проводять при вологості не вище ніж 65-70% НВ. За рекомендаціями вчених, допустимі межі навантаження на вологий ґрунт (60% НВ) при ранньовесняному боронуванні повинні становити 0,3-0,4 кг/см², у період передпосівного обробітку - 0,5-0,6, а при зяблевому обробітку - не вище ніж 1,0-1,5 кг/см².

Особливо сильно ущільнюються дерново-підзолисті та сірі лісові ґрунти глинистого і суглинкового типу. Стійкіші проти ущільнення чорноземи. Проте під впливом важкої техніки вони також переущільнюються, що утруднює розвиток кореневої системи рослин і збільшує опір ґрунту під час обробітку. По слідах гусениць трактора опір ґрунту під час оранки збільшується до 25%, а по слідах важких колісних тракторів і автомобілів - до 45-65%. У цих місцях збільшується брилистість ріллі, що призводить до нерівномірного загортання насіння і зиження його польової схожості.

Установлено, що для умов нашої країни при основному обробітку чорноземів типових важкосуглинкових тиск ходових систем тракторних агрегатів не повинен перевищувати 0,80-0,1 МПа, а під час сівби та в умовах зрошення - 0,04-0,06 МПа; дерново-підзолистих суглинкових ґрунтів при вологості 25-30% - 0,075 МПа, 1721 - 0,125; 8-12% - 0,15 МПа.

Щоб зменшити кількість проходів по полю важкої техніки при підготовці ґрунту, слід використовувати широкозахватні агрегати, поєднуючи декілька технологічних операцій в одному робочому процесі, не проводити обробіток при перезволоженому ґрунті.

Застосування високоефективних гербіцидів дає можливість скоротити кількість механічних обробітків як засобу боротьби з бур'янами при догляді за парами, просапними культурами.

В екологічному землеробстві мінімалізацію обробітку ґрунту слід розглядати як важливу умову збереження потенційної і підвищення ефективної його родючості, а також захисту ґрунту від ерозії, поліпшення гумусового балансу, зменшення непродуктивних втрат поживних речовин і вологи. Крім того, вона забезпечує скорочення строків виконання польових робіт та зменшення витрат енергоресурсів.

У нашій країні намітилися такі основні напрями мінімалізації обробітку ґрунту: заміна оранки безполицевим обробітком, скорочення кількості і глибини зяблевого, передпосівного й міжрядного обробітків ґрунту в сівозміні при використанні гербіцидів для боротьби з бур'янами; заміна глибоких обробітків поверхневими і мілкими, особливо при підготовці ґрунту під озимі культури, з використанням широкозахватних культиваторів, чизелів, плоскорізів, важких дискових борін, лущильників, фрез, які забезпечують високоякісний обробіток за один прохід агрегату; поєднання декількох технологічних операцій і заходів в одному робочому процесі шляхом застосування комбінованих ґрунтооброблювальних і посівних агрегатів; зменшення оброблюваної поверхні поля, впровадження смугового (колійного) передпосівного обробітку при вирощуванні просапних культур і використання гербіцидів; застосування прямої сівби.

Мінімальний обробіток ґрунту необхідно застосовувати насамперед на чорноземних, каштанових та інших типах добре окультурених ґрунтів із сприятливими для рослин агрофізичними властивостями, а також на чистих від бур'янів полях або при систематичному використанні гербіцидів.

Найважливіші й загальні для всіх зон умови ефективного застосування мінімального обробітку - високий рівень агротехніки, чітка технологічна дисципліна на полях, проведення всіх польових робіт в оптимальні строки і високоякісне, широке використання ефективних заходів захисту рослин, застосування добрив із врахуванням запланованого врожаю і висока технічна оснащеність господарства.

Для проведення якісного передпосівного обробітку ґрунту за один прохід агрегату використовують комбіновані машини типу АКП-2,5, АКП-5, "Агро-5" АРП-3, КР-4,5, РВК-3,6, РВК-5,4, АКР-3,6, КФГ-3,6, "Європак-6000" "Резидент" та ін. З метою кращого кришіння ґрунту і вирівнювання поверхні ріллі плуги обладнують пристосуваннями ПВР-2,3, ПВР-3,5 та ін. Для поєднання передпосівного обробітку ґрунту, внесення добрив, сівби зернових культур і коткування ґрунту використовують комбіновані ґрунтооброблювальні посівні агрегати типу КА-3,6, КФС-3,6, а також стерньові сівалки СЗС-2,І М, СТС-2,1, МЗС-2,1ЛА, СТС-6 та ін. При вирощуванні просапних культур (цукрових буряків, соняшнику, кукурудзи) особливого значення набуває суміщення декількох операцій для вирівнювання і розпушування ґрунту, внесення гербіцидів, сівби і прикочування в одному агрегаті на базі використання інтегрованих тракторів ХТЗ-120, ХТЗ-121.

У південних районах для обробітку ґрунту під озимі зернові застосовують комбіновану машину АКР-3,6, а також комбінований ґрунтообробний агрегат, що складається з одноопераційних знарядь: культиватора-плоскоріза КПП-2,2 у зчепці з секцією кільчасто-шпорового котка ЗККШ-6 і комбінованих агрегатів АКП-2,5, АКП-5,0.

Комбінована машина АКР-3,6 призначена для передпосівного обробітку важких ґрунтів. За один прохід вона розпушує ґрунт лапами на глибину 12-14 см, фрезерує на глибину до 10 см і одночасно подрібнює грубостеблові рештки, мульчуючи ними поверхню поля і вирівнюючи її.

Комбінований агрегат КА-3,6, який складається із начіпного фрезерного культиватора і зернової сівалки СЗ-3,6, поєднує передпосівний обробіток (без попередньої оранки) на 8-10 см, внесення добрив, сівбу зернових, коткування ґрунту. Застосування на некам'янистих ґрунтах Полісся агрегатів типу КА-3,6 розширює можливості мінімалізації обробітку ґрунту за рахунок періодичної відмови від оранки в системі зяблевого обробітку. Комбіновані агрегати АК-4, АП-3,7 або АПК-6 дають змогу поліпшити якість обробітку, підвищити в 1,6-2,2 разу продуктивність праці і зменшити її затрати на 30-40%.

Комбіновані агрегати АКП-2,5 і АКП-5 призначені для пошарового (без перевертання скиби) обробітку ґрунту під озимі зернові й повторні посіви кукурудзи, гречки, трав та інших сільськогосподарських культур за умов недостатнього зволоження. Такий агрегат складається із плоскоріза з дисковими або голчастими секціями, волокуші-борони (вирівнювача) і котка. При обробітку полів після зернових культур на рамі агрегату розміщують секції голчастих робочих органів. У цьому випадку волокушу-борону не застосовують. Для обробітку ґрунту з рослинними рештками (після просапних культур), які підлягають частковому подрібненню, а також на сухих, дуже ущільнених ґрунтах замість голчастих секцій установлюють дискові.

Для передпосівного обробітку ґрунту, особливо при вирощуванні зернових та інших сільськогосподарських культур за інтенсивними технологіями, застосовують комбіновані агрегати ВИП-5,6 і типу РВК. Вони найефективніші на глинистих і суглинкових ґрунтах, схильних до утворення брил після основного обробітку. Ці агрегати розпушують ґрунт, подрібнюють брили і грудки з одночасним коткуванням поверхні поля. Їх рекомендується застосовувати при вологості ґрунту 13-22%.

В Україні мінімалізацію обробітку ґрунту широко застосовують: на чорноземних і каштанових ґрунтах Степу під озимі культури, що розміщуються після непарових попередників, а в посушливі роки - і після зайнятих парів, проводять мілкий або поверхневий обробіток дисковими, плоскорізальними знаряддями або комбінованими агрегатами типу АКП-2,5, АКП-5, АКП-5,4, АКР-3,6 та ін.; під ярі колосові культури, що розміщуються після просапних, а також під соняшник (після озимих культур) і бобово-злакові сумішки на зелений корм оранку замінюють поверхневим або мілким (глибиною на 12-14 см) обробітком ґрунту, використовуючи продуктивніші лемішні лущильники, широкозахватні дискові борони, чизелі та інші знаряддя; на структурних ґрунтах за доброї якості й своєчасності напівпарового зяблевого обробітку в поєднанні з внесенням гербіцидів виключають одну ранньовесняну культивацію під пізні ярі культури, а під ранні ярі обмежуються лише однією передпосівною культивацією; при вирощуванні просапних культур (кукурудзи, картоплі та ін.) на чистих від багаторічних бур'янів полях, а також з використанням ефективних гербіцидів кількість міжрядних обробітків зменшують до 1-2 у період вегетації або повністю їх виключають; при вирощуванні озимих зернових після гороху, кукурудзи на силос оранку замінюють поверхневим обробітком ґрунту.

У практиці сільськогосподарського виробництва на ґрунтах з високим рівнем родючості замість оранки проводять поверхневий або мілкий обробіток ґрунту під озимі культури, які розміщують після зернобобових, просапних культур і однорічних трав. Для цього використовують важкі дискові борони (БДТ-3, ДМТ-6, ТДБ-5Х, БДВ-6,5, БДТ-7, БДВ-6, БД-10), фрезерні культиватори (КВФ-2,8), широкозахватні лемішні лущильники (ПЛ-10-25), чизельні (КЧП-5,4, КЧП-7,2, ЧКУ-4, КПШ-5, КШН-6) та протиерозійні культиватори КПЗ-3,8, КРГ-5, КР-4,5, КПЗ-6М, "НогесЬ". При цьому під попередники озимих культур найчастіше проводять оранку. Заслуговує на увагу перехід у певних межах на застосування сівалок прямої сівби (СТС-6, КЛЕН-6, СЗПП-4, СТС-2,1, "Мелания") озимих і ярих зернових культур.