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.