Полицевий обробіток ґрунту (оранка)
Глибина та якість полицевого обробітку ґрунту залежить від ґрунтово-кліматичних умов, типу ґрунту, схильності його до ерозії, потужності орного шару, біологічних особливостей польових культур, основного обробітку ґрунту під попередню культуру, забур’яненості полів тощо.
У Степу, глибокий (25–30 см) обробіток створює необхідні умови для росту й розвитку рослин, але особливого значення він набуває на важких за механічним складом ґрунтах (уміст фізичної глини понад 45%) та солонцюватих із наявністю ілювіального прошарку, безструктурних і схильних до переущільнення. Позитивно реагують на глибоке розпушування просапні культури, особливо коренеплоди, багаторічні трави й зернобобові. Доцільність глибокого обробітку в сівозміні визначається також у потребі знищення коренепаросткових бур’янів і загортання органічних добрив і рослинних решток, що тривалий час мінералізуються у ґрунті. Тривалість післядії такого обробітку в сівозміні зростає на структурних, добре гумусованих ґрунтах і різко знижується за використання важкої колісної техніки.
Глибока оранка сприяє покращанню пластичності кореневої системи рослин. Так, зі збільшенням потужності орного шару для кукурудзи значно збільшується маса коренів у підорному шарі, добрива та глибока оранка (до 40 см) своєю післядією позитивно впливають на водний, поживний, повітряний режими ґрунту, а також на біологічні процеси, які відбуваються в рослині, підвищуючи врожай і його якість.
Чим глибше оброблений ґрунт, тим швидше він усмоктує воду та зменшує поверхневий стік і змивання ґрунту. У разі ж концентрації водних потоків, розпушений шар легко розмивається. За безполицевого глибокого обробітку на бідних змитих ґрунтах не вивертаються на поверхню нижні шари, що дає можливість у верхньому шарі зберегти запаси гумусу й забезпечити розпушення ущільненого підорного шару. Ґрунтопоглиблення досягається за обробітку плугом зі спеціальним робочим органом — ґрунтопоглиблювачем, що являє собою стрілчасту лапу, яка кріпиться до стійки плуга. Ширина її захвату зазвичай становить 2/3 ширини захвату корпусу.
В Україні внаслідок розорювання значних територій відбувається розвиток ерозійних процесів на тлі застосування незбалансованого удобрення, низьких обсягів внесення органічних добрив, і як наслідок — порушення мікробіологічних процесів у ґрунті й зниження вмісту важливої складової частини родючості — гумусу. Так, якщо чорноземи звичайні містили у своєму складі 4,2% гумусу, то в нинішній час цей показник суттєво знизився до 3,1%.
Крім того, за полицевого обробітку в результаті дії фасок лемешів плужних корпусів на ґрунт утворюється ущільнений шар нижче від орного горизонту, так звана плужна підошва, яка погіршує проникнення й нагромадження води в підорному шарі. Тому підорні шари не розущільнюються взимку від дії морозу. Плужна підошва сприяє поверхневому та внутрішньому ґрунтовому стоку води й поживних речовин по схилу і є однією з головних причин розвитку ерозійних процесів на схилах і застою води в «блюдцях» на рівнинних ділянках полів. Щільність ґрунту в шарі плужної підошви досягає 1,7 г/см³, що значно більше від оптимальної (1,1–1,3 г/см³), яку часто не в змозі подолати корені рослин.
Таким чином, різноглибинний полицевий обробіток створює глибокий гомогенний орний шар ґрунту, до того ж складаються сприятливі умови для росту й розвитку більшості польових культур, особливо просапних (кукурудза, соняшник, цукрові буряки, картопля й ін.). За полицевого обробітку покращується фітосанітарний стан ґрунту, знижується кількість бур’янів, хвороб, шкідників, створюється пролонгована нормативна віддача від внесених добрив. Висока ефективність оранки проявляється в умовах нестійкого й особливо достатнього зволоження. Проте систематичне проведення оранки призводить до погіршення структури ґрунту, підвищення його ерозійних процесів, утворенню плужної підошви, зниженню умісту гумусу та посиленню втрат вологи внаслідок непродуктивного випаровування.
У зв’язку з падінням родючості ґрунтів, антропогенним ущільненням, посиленням ерозії й дефляції, проявами спустелювання аграрних територій, подорожчанням енергетичних і матеріальних ресурсів виникла потреба в пошуку нових ґрунтозахисних, енергоощадних способів обробітку ґрунту, які містять безполицевий обробіток (плоскорізний, чизельний, мілкий, поверхневий). Безполицевий спосіб обробітку ґрунту — спосіб обробітку ґрунту без обертання його орного шару, який виконується плоскорізними, чизельними й дисковими знаряддями.
Ерозійні процеси в Україні призвели до щорічних втрат ґрунту близько 600 млн тонн, зокрема понад 20 млн тонн гумусу, третини поживних речовин, 16 млрд кубічних метрів води. Зростання щорічної площі деградованих ґрунтів сягнуло 80 тис. гектарів. З огляду на це постало питання розширення досліджень щодо розроблення й упровадження технологій ґрунтозахисного обробітку ґрунту із застосуванням різних безполицевих, а зокрема, плоскорізних знарядь.
Мульчувальний обробіток ґрунту
За кордоном, а в останні десятиріччя і в Україні, поширився мульчувальний обробіток ґрунту.
Мульчувальний обробіток ґрунту особливо ефективний за вологозберігального, ґрунтозахисного обробітків, бо лишає значну частину післяжнивних решток на поверхні поля.
Мульчувальний (безполицевий) обробіток виконують плоскорізними, чизельними або дисковими знаряддями. Плоскорізний обробіток передбачає збереження на поверхні ґрунту більшої частини післяжнивних решток. Ефективний на чорноземах середнього механічного складу й полях, що зазнають впливу ерозійних процесів. Вимогам агротехніки найкраще задовольняють комбіновані агрегати нового покоління.
Дисковий обробіток ґрунту — безполицевий спосіб обробітку, що виконують дисковими знаряддями на глибину від 6 до 20 см, забезпечує кришення, часткове перемішування ґрунтової маси та знищення бур’янів. Після стерньових попередників, коли вся солома зостається на полі, найдоцільніше застосовувати важкі тандемні дискові борони ДМТ-6, БДВ-3, Містраль.
Спосіб безполицевого ґрунтозахисного обробітку ґрунту з недорізуванням скиби по ширині захвату й утворенням не розпушених гребенів над дном борозни називають чизельним. Розрізняють два способи такого обробітку: суцільний безполицевий і вузькосмуговий, або консервувальний. Характерною особливістю останнього є те, що ґрунт поспіль розпушується тільки на глибину до 8 см, а глибше — мікросмугово від 20 до 45 см із недорізанням скиби по ширині захвату. Розміри не розпушених гребенів над дном борозни бувають різними й зростають зі збільшенням ширини міжсліддя робочих органів чизеля. Чизельний обробіток особливо ефективний на полях, що зазнають сумісної дії водної й вітрової ерозії, особливо за застосування консервувальної технології.
Чизелі, які використовують у сільськогосподарському виробництві, умовно можна розділити на чизельні культиватори (обробіток ґрунту до 25 см), чизельні плуги (25–35 см), чизелі-глибокорозпушувачі (25–40 см і глибше), комбіновані чизельні агрегати із широким діапазоном глибини обробітку.
Для чизельного обробітку використовують як чизель культиватори типу КПЧ-4,3, КЧП-5,4, обладнані прямими дисками й напівгвинтовими наральниками чизелями на С-подібних пружинних стояках, розставлених у три ряди, так і відомі чизельні плуги загального призначення ПЧ-4,5, ПЧ-2,5, ПЧК-2,5, ПЧК-4,5, ГУН-4. Останні здатні виконувати як вузьке смугове, так і суцільне чизелювання. Вони укомплектовані двома типами змінних робочих органів лапами завширшки 70 мм для розпушення на глибину до 45 см і стрілчастими лапами завширшки 270 мм для обробітку до 30 см. Чизельні глибокорозпушувачі типу АГЧ-4,0, ЧГ-40, ЧГ-40-02 застосовують для руйнування плужної підошви раз на 3–5 років у сівозміні, а комбіновані чизельні агрегати типу БДВП-4,2-0,1, БДЧ-5, ЧД-30 й ін. — для основного, передпосівного обробітків ґрунту за один прохід.
Завдяки «рваному днищу» борозни, ускладненню нанорельєфу (внутрішній ґрунтовій і поверхневій гребенистості) й збереженню близько 60% стерні чизелювання з безполицеворозпушувальними лапами, порівнюючи з іншими обробітками ґрунту без обертання скиби, найнадійніший засіб затримання води й запобігання вітрової та водної ерозії. Його застосування особливо ефективне під кукурудзу і соняшник, чорний пар, озиму пшеницю після зайнятих парів із різними сумішками на зелений корм. Особливо ефективним є чизелювання за переорювання змитих ґрунтів по оранці зябу весною, для зниження щільності й окультурення підорного шару, а також на ґрунтах із поверхневим перезволоженням — для відведення вологи з орного шару в нижчі шари.
Чизелювання сприяє збільшенню запасів снігу на 6–15 мм у перерахунку на воду. За промерзання ґрунту по оранці на глибину до 40 см (у борознах) по чизелюванню він у 60% випадків не промерзає. За таких умов стікання води формувалося на схилах крутістю 2° і відстані до водорозділу понад 200 м. По оранці й мілкому обробітку стікання спостерігали за крутості 1° і відстані до водорозділу 100–150 м.
Мікросмугове розпушення чизелем зумовлює вбирання опадів ґрунтом у першу зиму 10–15%, або на 15–39 мм більше, ніж по оранці та мілкому розпушенню, що сприяло збільшенню запасів вологи не лише у верхніх, а й у нижніх шарах, звідки вона менше втрачається під час літньої посухи.
Чизелі для консервувального обробітку застосовують на більш зволоженому ґрунті. Завдяки високій протиерозійній ефективності й фронтальному розміщенню робочих органів чизель незамінний у системі смугового та контурного землеробства. У дослідах по чизельному обробітку зі штучним підтоком талої води навіть у критичних умовах (схил 3–5°, витрати води 13 л/с на 1 га протягом 1 год) стікання води й змивання ґрунту не зафіксовано, тоді як за звичайної оранки ці показники становили 9,5 л/с/га і 95 г/с. Крім цього, на відміну від інших способів безполицевого обробітку за консервувального менше втрачаються і краще використовуються мінеральні добрива, внесені розкидачами відцентрового типу. До недоліків консервувального обробітку слід залічити недостатню його ефективність у боротьбі з багаторічними бур’янами, особливо у вологі роки.
Отже, безполицевий спосіб обробітку ґрунту створює гетерогенний за родючістю оброблюваний шар. Поліпшує, порівнюючи з полицевим, водний режим ґрунту верхніх шарів, що створює сприятливі умови для отримання дружних сходів польових культур, особливо озимих. Завдяки наявності рослинних решток у верхніх шарах створюються сприятливі оптимальні умови щільності, загальної пористості й повітромісткості, проявляється тенденція до підвищення органічної речовини, покращується біологічна активність ґрунту. Водночас безполицевий обробіток призводить до ущільнення нижніх шарів ґрунту і погіршення біологічної активності в них. В результаті чого відбувається диференціація оброблюваного шару за родючістю. Підвищення вмісту елементів живлення у верхній частині оброблюваного шару сприяє доброму розвитку рослин із вторинною кореневою системою, яка розміщується у верхньому шарі (озимі та ярі колосові). Просапні культури з глибокою кореневою системою (цукрові буряки, кукурудза, соняшник, картопля) негативно реагують на диференційований розподіл у ґрунті поживних елементів і часто знижують урожай.
Дослідженнями вітчизняних учених установлено доцільність поперемінного застосування полицевого й безполицевого обробітків із плугами різних модифікацій, комбінованих чизельних і плоскорізних знарядь, що покращує фітосанітарний, поживний і агрофізичний стан орного шару.
Диференційований обробіток ґрунту
Багато вчених довели, що для умов усіх зон України найповніше відповідає система диференційованого різноглибинного обробітку ґрунту в сівозмінах із застосуванням ґрунтообробних знарядь різного типу. Диференційована система обробітку ґрунту — це система обробітку ґрунту, що передбачає різні способи обробітку під окремі культури. Ґрунтується вона на мінімізації обробітку ґрунту шляхом спеціальних ґрунтозахисних і вологонагромаджувальних заходах. Полицевий обробіток проводиться в основному для загортання органічних добрив і під культури, технології вирощування яких за безполицевого обробітку ще не відпрацьовані. Під ранні зернові й зернобобові ефективним є безполицеве розпушування на глибину не більшу як 12–14 см, за якого відпадає потреба в ранньовесняному вирівнюванні поверхні ґрунту, а також у першій культивації під пізні культури.
Диференційована система обробітку ґрунту має як позитивні, так і негативні властивості. До позитивних слід залічити такі: формування оптимальної будови орного шару, що забезпечує рослинам найкращий розвиток кореневої системи й ефективне використання елементів живлення; очищення ґрунту від насіння бур’янів; глибоке загортання органічних добрив і побічної продукції рослинництва, що підвищує їхню гуміфікацію. До негативних: погіршення структури ґрунту; посилюється прояв водної та вітрової ерозії; відбувається посилена мінералізація органічної речовини ґрунту; агрофізична деградація ґрунтів; високі витрати енергії та ресурсів.
Сучасні екологічні й економічні причини зумовили необхідність удосконалення методології обробітку ґрунту. Недоліки диференційованої системи значною мірою усуваються за мінімізації, тобто за зменшення глибини, кількості механічних операцій, об’єднання кількох технологічних процесів під час проходження комбінованих агрегатів тощо.
Мінімальний, а особливо нульовий обробіток ґрунту можливий за достатнього забезпечення добривами, пестицидами в оптимальних сівозмінах і високої культури землеробства та наявності високопрофесіональних технологів. Усім відомо, що за низької культури землеробства, браку виробничих ресурсів пропаганда мінімізації ґрунтообробітку веде в тупик. Так, в останні десятиріччя в Україні внаслідок занепаду сільського господарства з’явилася велика кількість погано оброблюваних земель, тобто пройшла спонтанна мінімізація обробітку ґрунту, яка немає жодного відношення до наукової мінімізації.
Окрім того, у світі, а також в Україні проявляється загальна тенденція до зниження інтенсивності обробітків ґрунту не лише з метою економії матеріальних і енергетичних ресурсів, а й через загальну тенденцію зменшення чисельності працездатного населення в сільській місцевості, що змушує скорочувати технологічний цикл робіт, застосовувати продуктивніші широкозахватні агрегати з метою підвищення продуктивності праці в сільському господарстві, яке забезпечується, зокрема, технологіями мінімального обробітку ґрунту. Крайнім проявом цього технологічного напряму є сівба в попередньо необроблений ґрунт, або нульовий обробіток.
Однією з основних передумов запровадження мінімальних технологій є широке застосування різних гербіцидів, зокрема, системних препаратів суцільної дії, перш за все з групи гліфосатів.
Мінімальний обробіток є перспективним і відносно просто запроваджується на структурних добре дренованих ґрунтах, зокрема, чорноземах. За посушливих умов він має більші переваги, тому що мульчування поверхні післязбиральними рештками забезпечує збереження до 25–50 мм вологи. Тому найперспективнішою зоною для запровадження мінімального та нульового обробітку є зона Степу, значна частина Правобережного Лісостепу.
Олександр ЦИЛЮРИК, д-р с.-г. наук,
завідувач кафедри рослинництва
Дніпровський державний аграрно-економічний університет
