Оптимізація розміщення сільськогосподарських культур

ТЕМА 5. ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ АДАПТИВНИХ СИСТЕМ ЗЕМЛЕРОБСТВА

ПЛАН

ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗМІЩЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

ПЕРСПЕКТИВА ОБРОБІТКУ ГРУНТУ

ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ

РЕЖИМ ОРГАНІЧНОЇ РЕЧОВИНИ ҐРУНТУ

РЕГУЛЮВАННЯ БІОГЕННОСТІ ҐРУНТІВ

ОПТИМІЗАЦІЯ ЗАХИСТУ РОСЛИН

ОПТИМІЗАЦІЯ РОЗМІЩЕННЯ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР

У сільському господарстві використовується всього декілька сотень видів рослин і декілька десятків видів тварин. Більша час­тина сільськогосподарської продукції забезпечується в кращому випадку 20 видами тварин і рослин. Протягом тисячоліть люди намагалися їх покращити, при цьому мало використовували реш­ту фауни і флори. Безумовно, люди майбутнього краще нас вико­ристають великий генетичний потенціал рослин і тварин за умов їх збереженості. Тому надзвичайним завданням є збереження якомога більше різноманітних біоценозів, генофонду рослин та активізація робіт по інтродукції диких видів.

Надзвичайно актуальною залишається проблема раціонально­го розміщення традиційних культур. Оптимізація розміщення угідь, культур, удосконалення структури посівних площ в Украї­ні ще мають значні резерви, оскільки спеціалізація виробництва в ряді районів знаходиться у протиріччі з природними факторами. Раціональне вирішення цього завдання може дати помітне збіль­шення виробництва продукції та вирішити цілий ряд екологічних питань без особливих матеріальних витрат.

У складних ерозійних ландшафтах на піщаних та інших мало­продуктивних грунтах доцільно переглянути зернову спеціалізацію на користь тваринництва з одночасною інтенсифікацією виробниц­тва зерна в лісостеповій зоні. Сконцентрувавши виробництво това­рної пшениці на чорноземах, темно-сірих, темно-каштанових і каш­танових ґрунтах, доцільно скоротити її посіви на солонцюватих та супіщаних ґрунтах на користь фуражних культур.

Необхідно істотно збільшити виробництво кукурудзяного зе­рна, перш за все шляхом підвищення врожайності та розширення ареалу вирощування цієї культури в більш північних районах за рахунок ранньостиглих гібридів. У традиційних районах її виро­щування питома вага у виробництві зерна повинна становити не менше половини.

У північних районах зони Полісся вирощування кукурудзи на силос доцільно визначати там, де ранньостиглі сорти і гібриди цієї культури дозрівають до молочно-воскової стиглості. З кож­ного гектара кукурудзи, зібраної у восковій стиглості, можна зі­брати більше, ніж у фазі дозрівання зерна: кормових одиниць — в 3,1 рази, цукру — в 3 рази, протеїну — в 2,4 рази.

При порівняльній оцінці сільськогосподарських культур за їх продуктивністю доцільно поряд з іншими критеріями виходити з кінцевої цілі виробництва і, коли це кормова культура, з виходу тваринницької продукції.

За кормовою відповідністю і якістю протеїну на перше місце з традиційних культур доцільно ставити зернобобові, а з колосових злаків — ячмінь. Досвід показує, що 1 т незбагаченої білковими добавками пшениці забезпечує одержання приблизно 120 кг при­росту маси, така сама кількість ячменю — 160 і гороху в складі комбікорму — 350 кг.

Доцільно сконцентрувати посіви цукрових буряків у районах, де переважають типові, звичайні, вилугувані чорноземи і темно-сірі лісові ґрунти, товарне картоплярство — на середньо- і легко-суглинних ґрунтах лісостепової зони та на Поліссі з урахуванням потреби місцевих промислових центрів та інших регіонів держави.

Є потреба значного розширення на Поліссі посівів озимого жита, ячменю, ріпаку, зернобобових. Необхідно диференційовано розміщати культури за стійкістю до посухи, перезволоження, со­лонцюватості ґрунтів і до інших несприятливих умов.

Перспектива розвитку зернового господарства і кормовироб­ництва значною мірою пов'язана з виведенням нових сортів зер­нових і кормових культур. Для районів Полісся і Лісостепу необ­хідні скоростиглі сорти зернових, стійкі до холоду, вилягання, хвороб, внутрішньостеблових шкідників, проростання зерна на рослині, підвищеної кислотності ґрунтів.

Для лісостепової та степової зони необхідні середньостиглі, середньопізні та швидкостиглі сорти з високою якістю зерна, стійкі до посухи, хвороб, шкідників, вилягання та типів ґрунтів.

Асортимент сортів зернових культур значною мірою визна­чають набір технологій їх вирощування і відповідно об'єми за­стосування добрив, меліорантів, пестицидів та ретардантів.

Великі можливості є в розширенні асортименту кормових культур, у тому числі інтродукції нових видів. Ускладнення агроценозів, розвиток складних ценозів — одна із перспектив екологізації землеробства і підвищення його стабільності.

Особливості формування сівозмін. Основою кожної системи землеробства є сівозміна. Перше наукове тлумачення сівозміни сформувалось у вигляді теорії плодозміни ще на початку XIX ст. А. Теер обґрунтував її доцільність, виходячи з своєї теорії гуму­сового живлення рослин, з якої виходить необхідність чергуван­ня культур, що не виснажують ґрунт і збагачують його гумусом. Всередині цього століття ця необхідність вже розгляда­лася з позиції теорії мінерального живлення Ю. Лібіха, тобто з точки зору однобічного виснаження ґрунту на елементи живлення.

Представники іншого напрямку — П. А. Костичев і В. Р. Вільямс — пов'язували зниження родючості ґрунту при вирощуванні зер­нових культур з погіршенням його фізичних властивостей, зок­рема агрономічно цінної структури, з чого робився висновок, про необхідність введення в сівозміну суміші багаторічних бобових і злакових трав, здатних створити таку структуру.

При цьому одночасно розвивалось уявлення про необхідність чергування культур для усунення несприятливих фітосанітарних умов: забур'яненості посівів, накопичення шкідників, ґрунтових патогенів, специфічних для тих або інших рослин.

В цілому склався всебічний підхід до оцінки значення сіво­зміни, в основі якої є такі критерії:

регулювання режиму органіч­ної речовини ґрунту і мінеральних елементів живлення;

підтри­мання задовільного структурного стану ґрунту та інших фізичних властивостей;

регулювання водного балансу агроценозів;

попе­редження процесів ерозії та дефляції;

зменшення забур'яненості посівів;

регулювання фітосанітарного стану ґрунту.

Орієнтуючись на плодозміну, товаровиробник змушений за­йматися відразу багатьма культурами, вести універсальне госпо­дарство. Проте такому господарству важко досягти високої про­дуктивності праці, тому що кожна група культур вимагає свого комплексу технічних засобів для вирощування, зберігання та пе­реробки продукції, різнопланової технічної орієнтації і т. ін.

Процес спеціалізації сільського господарства в передових країнах почався давно і неухильно продовжується. Виробники концентрують зусилля на виробництві максимальної кількості продукції. Відповідно давно існували і існують протиріччя між плодозміною і спеціалізацією землеробства, які можуть загост­рюватись, якщо зневажаються вимоги спеціалізації або абсолю­тизуються ті або інші полегшення теорії сівозмін.

Науково-технічний прогрес і зростання виробничо-ресурсного потенціалу певною мірою нівелюють розглянуті протиріччя. За умов оптимального забезпечення добривами і пестицидами, ви­користання стійких до хвороб сортів, біопрепаратів і інших засо­бів захисту рослин значення чергування культур щодо мінераль­ного живлення, боротьби з бур'янами, шкідниками і хворобами послаблюється, зростає можливість повторного вирощування культур, головним критерієм доцільності чистого пару стає воло­гозабезпеченість.

Нездоланною перешкодою на шляху поглиблення спеціаліза­ції сівозмін є біологічна ґрунтовтома внаслідок накопичення в ґрунті колінів. Більшість інших стимулюючих факторів може бути передбачена різними засобами, питання лише в мірі витратності та екологічної безпеки застосовуваних препаратів і техно­логій.

До проблематичних факторів, що не дозволяють виключення науково обґрунтованого чергування культур без великих затрат, відносять розвиток бурякової нематоди, кореневої гнилі, вілту бавовнику та ряд інших. У тих випадках, коли беззмінне вирощу­вання культур призводить до накопичення специфічних шкідни­ків, помітно зростає витратність виробництва за рахунок застосу­вання інсектицидів і ще більше — екологічний ризик внаслідок їх токсичності.

Комплексне значення багаторічних трав у сучасному земле­робстві доповнюється новими функціями. На ґрунтах з глибинним нітратним профілем, утвореним внаслідок інтенсивного па­рування або перенавантаженням агроценозів азотними добрива­ми, багаторічні трави здатні використовувати азот нітратів з гли­боких шарів, попереджуючи змивання його в ґрунтові води.

Значення багаторічних трав як попередника в сівозмінах під­вищується при їх удобренні. За таких умов вони залишають в ґрунті більше органічної речовини, збагаченої поживними елеме­нтами, які потім поступово вивільнюються в процесі вегетації наступної культури. Внаслідок знижується можливість її виля­гання, покращуються умови мінерального живлення, зменшу­ються втрати мінеральних елементів при вимиванні. Це особливо важливо на легких за гранулометричним складом ґрунтах, де час­тка багаторічних трав повинна істотно зростати.

Першочергове завдання землеробства полягає в адекватному розміщенні культур відповідно до їх біологічних вимог, що може бути досягнуто формуванням спеціалізованих сівозмін стосовно до агрономічних типів ґрунтів.

Спрямування сільськогосподарських культур до певних умов їх вирощування в сучасних умовах стало відправною позицією нової науки — агрофітоценології. На жаль, цей підхід не завжди був врахований як визначальний в проектуванні сівозмін.

Доказів на користь локалізації розміщення культур, що вима­гають підвищеної родючості ґрунтів, посилюються обмеженими можливостями застосування органічних добрив. Помітне підви­щення вмісту гумусу при окультуренні дерново-підзолистих ґру­нтів відбувається з дози 10—15 т/га на рік, а для удобрення кор­мових або овочевих культур потрібні дози відповідно 20—30 і 30—40 т/га в середньому на рік. Проте реально можливо ставити в сучасних умовах завдання окультурення дерново-підзолистих ґрунтів до рівня, що дозволяє з високою рентабельністю вирощу­вати найбільш вимогливі культури лише на певних масивах, в першу чергу тим, що належить тваринницьким підприємствам.

Доцільна також локалізація розміщення груп культур з різним відношенням до кислотності, що буде сприяти значному змен­шенню витрати вапна. Для сівозмін з льоном, картоплею, люпи­ном, житом, вівсом відводять ділянки з рН в орному шарі 5,5— 6,0, для зерно-трав'яно-просапних сівозмін з кукурудзою і корене­плодами — з рН 6,1—6,5, для зерно-бурякових, овочевих, кормо­вих сівозмін — з рН 6,5—6,7.

Різні групи культур вимагають різної забезпеченості ґрунтів елементами живлення. Для сівозмін з переважанням зернових культур, багаторічних і однорічних трав вимагається рівень забезпеченості ґрунтів рухомим фосфором (по Кірсанову) в орному шарі 20—30 мг/100 г ґрунту, рухомим калієм 20-30 мг/100 г ґрун­ту; для сівозмін з коренеплодами і кукурудзою потрібна забезпе­ченість фосфором 25—35 мг/100 г, калієм 25—35 мг/100 г ґрунту.

В сучасних умовах замість традиційно обов'язкової умови підвищення родючості всіх ґрунтів сучасна стратегія землекорис­тування повинна орієнтуватися в першу чергу на інтенсифікацію використання кращих земель і вжиття заходів по упередженню ерозії, дефляції та інших видів деградації. Підвищення їх продук­тивності створить передумови для виводу з активного сільсько­господарського обороту малосприятливих земель.

Підвищення родючості бідних ґрунтів пов'язане частіше всього з переборенням несприятливих елементарних ґрунтових процесів шляхом застосування великих кількостей органічних добрив, меліорантів і інших витратних заходів. Причому підтримання нового ста­ну вимагає постійних зусиль, бо як тільки вичерпується меліоратив­ний ефект, посилиться прояв несприятливих процесів.

Використання таких земель повинно бути зорієнтованим на вирощування культур, стійких до несприятливих умов, здатних переносити засолення, солонцюватість, перезволоження, виси­хання, ерозійні процеси, несприятливий фітосанітарний стан. Значення сівозміни підсилюється в міру ускладнення агроландшафту і проявлення несприятливих факторів.

Сівозміни відіграють вирішальне значення в попередженні ерозійних процесів. Від підбору культур за їх ґрунтозахисною здатністю і чутливістю до змитості ґрунтів залежить продуктив­ність ріллі і збереженість ґрунтового покриву. Формування сіво­змін у складних ерозійних ландшафтах відбувається з врахуван­ням поділу території і крутизни схилів. При цьому поділ схилів за крутизною, поданий в загальній схемі класифікації земель, має різне визначення. Наприклад, в умовах Лісостепу та Степу, де водна ерозія ґрунту найбільш інтенсивно проявляється в період весняного розтавання снігу, під інтенсивні зернопросапні і зернопаропросапні сівозміни рекомендується відводити незмиті і малозмиті чорноземи та темно-сірі лісові ґрунти — до 3°, а на сі­рих і світло-сірих лісових ґрунтах — до 2°. На мало- і середньозмитих чорноземах і темно-сірих лісових ґрунтах зі схилом 2-3° вводяться травопільні сівозміни (з зерновими і зернобобовими культурами, багаторічними травами). На середньо- і дуже змитих чорноземах і темно-сірих грунтах на схилах понад 5°, сірих і сві­тло-сірих на схилах більше 4° доцільно вводити ґрунтозахисні сі­возміни, що включають 50 % і більше багаторічних трав.

При формуванні сівозмін необхідно враховувати, що їх функ­ції по регулюванню водного режиму, елементів живлення, орга­нічної речовини, складання ґрунту, його фітосанітарного стану, з межею забур'яненості посівів виконує система удобрень, чистий пар і система догляду за ним, підбір сортів, строки сівби та інші агротехнічні заходи.

Використання чистого пару. Значення чистого пару в земле­робстві пов'язується із зменшенням впливу посухи, очищенням ґрунту від насіння та вегетативних органів розмноження бур'янів, накопиченням рухомих елементів живлення, поліпшен­ням фітосанітарного стану. При цьому підвищується стабільність виробництва зерна, економиться насіння, більш рівномірно і ефе­ктивно використовуються трудові та матеріально-технічні ресур­си. Наявність пару дозволяє знизити напруженість польових ро­біт в період максимального навантаження. Тому пар протягом століть сприяє вирощуванню зернових культур в посушливих районах, а відмова від нього супроводжувалась зниженням ефективності сільськогосподарського виробництва.

Проте при всіх позитивах чистого пару він має такі істотні не­доліки, як підвищення ерозійної небезпеки, скорочення надхо­дження в ґрунт рослинних решток, висока мінералізація органіч­ної речовини, втрати азоту внаслідок міграції нітратів за межі коренеобжитого шару.

На особливу увагу заслуговує втрата гумусу внаслідок скоро­чення надходження органічної речовини і посилення мінераліза­ції. Ці так звані «біологічні» втрати гумусу можуть досягти в па­рових полях 1,5—2 т/га на рік. Часто вони посилюються ерозійними втратами.

Встановлено, що чим довше використовується на чорнозем­них ґрунтах пар, тим більша міграція нітратів (може досягти 3—5 м). Чим вища частка пару в сівозміні, тим більші втрати азоту, особливо за умов інтенсивного механічного обробітку парових полів і недостатнього застосування фосфорних добрив. У безпарових сівозмінах, не перевантажених добривами, подібного яви­ща не спостерігається. В цілому збільшення втрат гумусу і азоту в ґрунтах степової зони пов'язане перш за все з розширенням чи­стих парів при недосконалій системі догляду за ними.

Часто зниження потенціальної родючості ґрунтів в зерносіючих районах маскується підвищенням урожайності за рахунок за­стосування добрив та пестицидів. Проте це тимчасове заспокою­вання має певну межу і повинне викликати турботу за майбутнє ґрунтів і ґрунтового покриву в цілому.

Визначаючи можливості скорочення частки пару або відмов­ляючись від нього, доцільно виходити з того, наскільки його фу­нкції можуть бути замінені іншими засобами. Якщо регулювання мінерального живлення і фітосанітарний стан досягаються засто­суванням добрив, гербіцидів та інших агротехнічних заходів, то головними критеріями чистого пару або заміни його зайнятим стає вологозабезпеченість.

У лісостеповій зоні вірогідність достатньої забезпеченості ози­мих культур вологою в початковий період їх життя знижується до 70 %. Різниця в запасах ґрунтової вологи між чистими і зайнятими парами тут збільшується і досягає 30 % вологості ґрунту в чистому пару. В цих умовах виявляється якісна диференціація зайнятих па­рів. Пари, зайняті культурами, що рано збираються (озиме жито і ку­курудза на зелений корм, бобово-злакові однорічні сумішки, бобо­ві багаторічні трави на один укіс), на період сівби озимих накопичують достатню кількість вологи. Пари, зайняті кукуру­дзою на силос та іншими культурами більш пізнього збирання, в більшості років не забезпечують вологою початковий ріст озимих культур. Це ще помітніше проявляється в степовій зоні.

У зоні недостатнього зволоження, якою є Степ України, чис­тий пар як необхідна умова виробництва зерна збережеться надо­вго. При цьому дуже важливим є упорядкування системи догляду за паровими полями, домагаючись залишення соломи на полі і мінімізації обробітку ґрунту з тим, щоб максимальною зменшити надлишкову мінералізацію органічної речовини, втрати азоту внаслідок міграції нітратів, зменшити непродуктивні втрати во­логи з ґрунту.

В районах з достатнім зволоженням чистий пар доцільно роз­глядати як атавізм екстенсивного землеробства.