Перспектива обробітку грунту

У плані екологізації землеробства перспектива вдосконалення систем обробітку ґрунту пов'язана з адаптуванням їх стосовно до різних грунтово-кліматичних, геоморфологічних умов та поглибленої диференціації відповідно до біологічних вимог сільськогосподарських культур. Загальновизначеним напрямом розвитку обробітку грунту є шлях до мінімізації. За останні декілька десятків років у світі, а також в нашій країні відбулось переосмислення значення механічного обробітку ґрунту, його призначення, функцій і, зокрема, негативних наслідків.

Механічний обробіток руйнує природну будову ґрунту, яка інколи є оптимальною для певних культур. Позбавлення ґрунту природної мульчі (повсті, підстилки, дернини), розпилення верхнього шару створює передумови для посилення стікання, ерозії, дефляції. Внаслідок механічного обробітку проходить руйнування ґрунтових зооценозів, скорочення зоонаселення, руйнування ходів черв'яків і коренів, зниження здатності до біологічного саморихлення. Під дією машин і робочих органів ґрунт часто переущільнюється, що викликає необхідність чергового рихлення, створюючи шкідливе коло. При цьому переущільнюється підорний шар, утворюється плужна підошва.

За умов інтенсивного обробітку проходить активна мінералізація органічної речовини ґрунту, виникає непродуктивна витрата гумусу. Обробіток ґрунту вимагає великих матеріальних і енергетичних витрат.

Функції механічного обробітку ґрунту (регулювання будови ґрунту, структурного стану, водного, повітряного, теплового, поживного режимів, загортання в ґрунт насіння рослин, органічних і мінеральних добрив, меліорантів; знищення бур'янів, шкідників і хвороб) в різних природних умовах мають досить неоднакове значення, а частину їх можуть виконувати інші агротехнічні або агрохімічні заходи.

На ґрунтах, рівноважна щільність яких близька до оптимальної для вирощування більшості польових культур (більша частина чорноземів і темно-сірих ґрунтів, окультурених сірих лісових і дерново-підзолистих ґрунтів та ін.), механічний обробіток ґрунту зберігає в основному фітосанітарну роль, в першу чергу по усуненню забур'яненості посівів, і функції, пов'язані з регулюванням живлення і загортанням добрив. Якщо такі функції виконуються добривами, пестицидами або іншими засобами, то система обробітку, можливо, може бути зведена до періодичної (лише декілька разів за ротацію сівозміни) оранки з загортанням органічних, мінеральних добрив і посіву з передпосівним обробітком або навіть без нього під відповідні культури.

Така сучасна загальна теорія питання, що допускає землеробство з мінімальним обробітком ґрунту.

Вченими Національного аграрного університету така теорія обробітку ґрунту була підтверджена багаторічними (1981—2003 рр.) дослідженнями в стаціонарних польових зерно-просапних сівозмінах в умовах лісостепової зони України.

Якість агрегатного складу грунту залежить в першу чергу від попередників. Чим більше залишає культура після себе ґрунтових решток, тим більше утворюється гумусових речовин, що позитивно впливають на структурність ґрунту. Перш за все це спостерігається після конюшини, де, як правило, і міститься найбільш агрономічно цінних агрегатів. На полях озимої пшениці, що розміщується після кукурудзи на силос, існує стійке зниження агрономічно цінних агрегатів в середньому до 50—60 % та збільшення пилової фракції.

Продуктивної вологи більше накопичується при застосуванні плоскорізного та поверхневого обробітку ґрунту, кращі запаси продуктивної вологи формуються після конюшини на один укіс у порівнянні з горохом і особливо з кукурудзою на силос.

Мінімалізація обробітку ґрунту призводить до зниження водопроникності. Причиною цього є руйнування ґрунтових агрегатів та на цій основі зменшення пружних некапілярних пор. Зниження водопроникності призводить до застою води на поверхні ґрунту і створення умов для розвитку ерозійних процесів, а в зимовий період створюється загроза утворення льодяної кірки на посівах озимих культур.

Урожайність озимої пшениці, як свідчать дослідження професора В. П. Гудзя, помітно відрізняється як залежно від попередників, так і від застосування систем основного обробітку ґрунту.

Заміна полицевого обробітку ґрунту після багаторічних трав призводить до зниження урожайності пшениці, хоч цей попередник забезпечує більше накопичення вологи. Величина врожаю після кукурудзи на силос формується нижчою в порівнянні з отриманою після конюшини, але перевищує врожайність після гороху.

Адекватне судження про проблему обробітку грунту можливе лише при усвідомленні багатогранного фактичного матеріалу в географічному і історичному розумінні, адже ця проблема весь час в полі зору з III ст. до нової ери до сьогодення. Апогей процесу розвитку теорії і практики обробітку ґрунту приходиться на сьогоднішнє покоління, що повинне зробити помітні теоретичні узагальнення по цій проблемі, незважаючи на дискусійність багатьох положень.

Активний розвиток питання обробітку ґрунту під польові культури розпочався в кінці XIX ст. в Західній Європі, де сформувалась система оранки, яка одержала широке застосування, бо відповідала природним умовам і вимогам сформованої на той час плодозміни. Поширення оранки в Східну Європу нерідко призводило до негативних наслідків, у зв'язку з чим П. А. Костичев, зокрема, звертав увагу на перевагу мілкої оранки перед глибокою в посушливих умовах. На початку XX ст. оранка з обертанням пласта залишалась незаперечною, хоч посухи в Західній Європі і царській Росії в 1891, 1901, 1921 рр. спонукали до пошуку нетрадиційних рішень.

Видана в 1899 р. книга І. Є. Овсінського «Нова система землеробства» в якій було подане перше обґрунтування безплужного обробітку, стала науковою і фактичною сенсацією. Автор праці виходив з того, що в природному стані ґрунт пронизаний коренями рослин, ходами дощових черв'яків, внаслідок чого ґрунт повітропроникний на значну глибину і характеризується достатньою водопроникністю. Він стверджував, що звичайна оранка, знищуючи в ґрунті сітку каналів, утворених перегнившими коренями і ходами дощових черв'яків, перетворює ґрунт в однорідну безструктурну масу, наслідком чого є погіршення водного і повітряного режимів, в той час як рекомендований ним поверхневий обробіток ґрунту до 5 см знищує бур'яни і створює рихлий поверхневий мульчуючий шар, який добре зберігає вологу в ґрунті. Коріння ж культурних рослин в ущільнених нижніх шарах добре розвивається, і рослини дають добрий урожай.

І. Є. Овсінський особливо підкреслював, що за такого обробітку ґрунту створюються виключно сприятливі умови для розвитку бур'янів. При запізненні з основним обробітком ґрунту одним поверхневим обробітком їх знищити важко.

Виходячи з цього положення, він наголошував, щоб перший обробіток починали слідом за збиранням хлібів, не очікуючи вивезення врожаю з поля, і запропонував в осінній час, а на чистому пару і в весняно-літній період — до самої сівби в міру з'явлення бур'янів. Багато теоретичних положень, викладених І. Є. Овсінським, не застаріли до цього часу і одержали подальший розвиток.

У 1910 р. незалежно від І. Є. Овсінського фермер Жан на півдні Франції застосував замість оранки ґрунту обробіток ґрунту пружинним культиватором з наступним поглибленням до 20—22 см.

В 1921 р. Ф. Ахенбах видав працю, в якій висловив аналогічну думку про недоцільність обертання орного шару.

Дефляція ґрунтів на Великих рівнинах Америки, де в 30-х рр. суцільне розорювання степів плугами призвело до утворення пилових бур, спонукала до розробки термінових заходів для збереження ґрунту. Внаслідок великих напружених пошуків була створена плоскорізна система обробітку ґрунту із збереженням пожнивних решток, упереджуючих ерозію. Ці заходи були близькими до системи І. Є. Овсінського.

Проте цей сигнал не був сприйнятий на інших континентах. В Європі продовжували вдосконалювати оранку. В Росії В. Р. Вільямс ввів культурну оранку плугом з передплужником, обґрунтувавши її необхідністю оструктурення скинутого на дно борозни верхнього шару.

Після критики травопільної сівозміни В. Р. Вільямса з'явилися нові концепції, що обґрунтовували систему культурної оранки. На підставі аналізу даних про диференціацію орного шару за родючістю вченими держави було сформульоване положення про розвиток дернового ґрунтотворного процесу під впливом як багаторічних, так і однорічних культур. Причину зниження родючості нижньої частини орного шару пов'язували з накопиченням токсичних метаболітів, мікроорганізмів, що переміщуються зверху. Звідси витікав висновок про необхідність покращання несприятливих властивостей нижньої частини орного шару шляхом переміщення його на поверхню з допомогою відвального плуга. Таким чином, усунення диференціації орного шару за родючістю стало новим обґрунтуванням культурної оранки. Були також інші пропозиції здійснення переміщування ґрунту в межах орного шару за допомогою фрезерних робочих органів, що сприяє підвищенню біологічної активності ґрунту.

Одночасно з основним напрямком теорії обробітку ґрунту в світі продовжувався розвиток напрямку безплужного обробітку ґрунту. В 40-х рр. минулого сторіччя увага світової агрономічної спільноти була спрямована до виданої в США книги Е. X. Фолкнера «Безумство орача», в якій доводилась шкода обробітку ґрунту з обертанням скиби і пропонувався безплужний обробіток. Проте хоч будь-яких теоретичних постулатів з цього приводу вона не містила.

Перше теоретичне підґрунтя мінімізації обробітку ґрунту створене Т. С. Мальцевим у 40—50-х рр. Віддаючи належне відомій теорії В.Р.Вільямса, він висунув положення про можливість синтезу гумусу і відповідно формування водостійкої структури на основі анаеробного розкладу кореневої системи однорічних трав. Для створення умов за яких розвивались би анаеробні процеси, він запропонував систему, яка передбачала поверхневий обробіток ґрунту лущильниками з періодичним глибоким безполицевим рихленням. Теоретичні уявлення про механізм гумусоутворення з того часу суттєво змінились. Якраз саме це є конкретним вкладом Т. С. Мальцева в розвиток теоретичних основ землеробства. Велика заслуга Т. С. Мальцева полягає в тому, що ним знайдене системне рішення мінімізації обробітку ґрунту стосовно конкретних умов з визначенням частки чистого пару, зернових культур, заходів по боротьбі з бур'янами та ін. Внаслідок цього, почавши з компромісу з теорією В. Р. Вільямса, Т. С. Мальцев прийшов до протилежних позицій.

Незважаючи на розвиток нових уявлень про систему обробітку ґрунту, аж до 60-х рр. минулого століття теоретики і практики землеробства в переважній більшості притримувались класичних позицій оранки.

Універсальність цих уявлень зруйнувалась після масових розорювань цілинних і перелогових земель. Внаслідок широкого розвитку дефляції виникла необхідність заміни традиційного обробітку ґрунту такою системою, при якій забезпечувалось збереження на поверхні ґрунту пожнивних решток для захисту його від руйнуючої дії вітру. Дуже своєчасно був використаний досвід Канади по застосуванню плоскорізних знарядь. За короткий час був створений комплекс машин для плоскорізного обробітку грунту і посіву по стерньових фонах.

Вирішуючи проблему захисту ґрунтів від дефляції, плоскорізна система обробітку ґрунту в районах прояву ерозії певною мірою сприяє зменшенню шкідливої дії посухи завдяки накопиченню зимових опадів за рахунок збереженої стерні.

Поєднання плоскорізної системи обробітку ґрунту з оптимальними строками і способами посіву, нормами висіву, смуговим розміщенням парів і сільськогосподарських культур, застосування добрив, гербіцидів, снігозатримання і інших заходів у зерно-парових і зернопросапних сівозмінах з короткою ротацією склало ґрунтозахисну систему землеробства. Вона була розроблена колективом вчених відомого Наукового центру в селищі Шартанди в Казахстані під керівництвом академіка О. І. Бараєва. Ця система подібна до канадської, але не повторювала її, практично врятувала орні землі цих регіонів від руйнування.

Значення плоскорізних і безвідвальних обробітків ґрунту в накопиченні вологи і упередженості ерозійних процесів посилюється завдяки скороченню втрат гумусу за рахунок зниження темпів його мінералізації, що було доведено дослідженнями В. 1. Кірюшина і І. М. Лебєдєвої на дослідному стаціонарі ВНДІЗГ (Шортанди).

Зниження темпів мінералізації органічної речовини при безполицевому і мінімальному обробітках скорочує накопичення мінерального азоту. Внаслідок зменшуються втрати нітратів за рахунок міграції в нижні шари ґрунту.

В умовах інтенсивного використання азоту, особливо в агроценозах Полісся і Північного Лісостепу, плоскорізний і безвідвальний обробіток створюють дефіцит мінерального азоту, внаслідок чого знижується урожайність зернових по непарових попередниках. Тут мінімалізація обробітку ґрунту вимагає застосування азотних добрив, тобто вона є досягненням інтенсивного землеробства на відміну від екстенсивного, за якого єдиним джерелом азоту слугує органічна речовина ґрунту, а найбільш ефективним засобом його вивільнення — полицева оранка. Невипадкова традиційна турбота теоретиків землеробства про підвищення біологічної активності ґрунту, усунення диференціації орного шару, що відбувається внаслідок більшої активності мікрофлори в поверхневих шарах. Перемішування ґрунту сприяє рівномірній гомогенності всього орного шару і відповідно посиленню процесів мінералізації органічної речовини в усьому об'ємі ґрунту на фоні підвищеної аерації.

Подальше посилення мінімізації обробітку ґрунту (скорочення її глибини і частоти) ще більше послаблює процеси мінералізації органічної речовини і відповідно азоту, підвищує протиерозійну стійкість ґрунту, сприяє кращому вологонакопиченню.

При всіх перевагах безвідвальних і плоскорізних систем обробітку ґрунту вони мають певні недоліки, головні з яких — нарощування забур'яненості посівів, особливо при підвищеному зволоженні. При нестачі гербіцидів і азотних добрив доцільно застосовувати комбіновані системи, що поєднують різноглибинний обробіток з полицевою оранкою.

Розширення плоскорізного обробітку і різних його комбінацій в лісостепові і степові райони довго стримувалось консервативними причинами. Їх усуненню значною мірою сприяв великомасштабний полтавський експеримент, що тривав протягом 10 років під керівництвом професорів Ф. Т. Моргуна і М. К. Шикули.

Мінімізація обробітку ґрунту одержала розвиток і в Західній Європі — епіцентрі класичної оранки. Численними експериментами Г. Канта та інших дослідників доведена можливість мінімізації обробітку ґрунту навіть на дерново-підзолистих ґрунтах. Ефективність мінімізації обробітку залежить значною мірою від властивостей ґрунтів і умов зволоження. Як правило, це стає доцільним на дренованих ґрунтах легкого і середнього гранулометричного складу з сприятливими для рослин фізичними властивостями, відносно стійких до ущільнення та з достатньо високою родючістю.

Крім зростаючої забур'яненості посівів, розвитком деяких хвороб, підвищеного дефіциту мінерального азоту, диференціації орного шару за вмістом рухомих фосфатів, при мінімальних обробітках ґрунту виникають труднощі, пов'язані з несприятливим впливом надлишкової кількості післязбиральних решток. Перш за все вони є істотною механічною перепоною для якісного загортання насіння і одержання дружних сходів, що супроводжується послабленням кущення, високим відсотком загибелі озимих культур зимою і ранньою весною. Крім того в процесі розкладу післязбиральних решток утворюється цілий ряд сполук — етилен, аміак, органічні кислоти і феноли, особливо в кислій формі, токсичні не тільки для рослин, а й для багатьох корисних мікроорганізмів, в тому числі пов'язаних з мобілізацією поживних речовин ґрунту і післязбиральних решток. При наявності великої кількості післязбиральних решток необхідні ґрунтообробні знаряддя з великим кліренсом, а також спеціальні сівалки.

У зв'язку з мульчуючим ефектом рослинних решток різниця в температурі поверхневого шару при мінімальному обробітку і полицевій оранці досягає 3—5 °С і більше. Це відіграє позитивну роль в умовах жаркого і сухого клімату і є небажаним в умовах відносно холодного і короткого вегетаційного періоду в зв'язку з затримкою появи сходів і дозрівання врожаю.

З урахуванням перерахованих особливостей в різних регіонах і від набору культур в сівозміні та ґрунтово-кліматичних умов можливе застосування різних комбінованих систем обробітку ґрунту, що поєднують оранку (перш за все під просапні культури з одночасним внесенням органічних, фосфорних і калійних добрив про запас на ряд років) з безвідвальними способами обробітку — глибокою і мілкою культивацією, чизелюванням, дискуванням аж до прямої сівби непросапних культур. Якщо не використовуються органічні добрива, сидерація, то замість полицевої оранки застосовують глибоке рихлення. В цілому виходять із необхідності всебічної оцінки позитивних і негативних наслідків повної чи часткової відмови від оранки, щоб не допустити недобору врожаю.

Можливості скорочення обробітку ґрунту обмежуються несприятливими водно-фізичними властивостями, наявністю ущільнених шарів, проте потенціал її може бути розширеним за рахунок хімічних, агротехнічних і комбінованих меліорацій.

Мінімізація обробітку ґрунту поряд з скороченням глибини і періодичності основного обробітку розвивається також і в плані суміщення в одному робочому процесі передпосівних обробітків, внесення добрив, сівби за допомогою комбінованих ґрунтообробних і посівних агрегатів.

Тому вибір оптимальних варіантів системи обробітку ґрунту, що визначається декількома групами природних і виробничих факторів, досить широкий. Проте на ґрунтах, підданих дефляції і водній ерозії, він лімітується необхідністю збереження на поверхні ґрунту пожнивних решток. При цьому в посушливих умовах степової зони ґрунтозахисний обробіток має чітко виявлену спрямованість в бік мінімізації, а в складних ерозійних ландшафтах — протиерозійний обробіток повинен включати глибоке рихлення, щілювання та інші способи, що забезпечують акумуляцію вологи і зменшення стікання.

В інших ландшафтах з помірним проявом ерозії або дефляції при побудові систем обробітку ґрунту можливі різні комбінації його прийомів. На практиці важливо ураховувати не тільки середні багаторічні кліматичні умови та інші усереднені фактори, на які розраховані наукові рекомендації, а й конкретні обставини: ущільнення ґрунту, засміченість полів, погоду та інші. Для цього повинні використовуватись набори технологій обробітку ґрунту, машин, знарядь, робочих органів. Зокрема диференціювання безвідвального обробітку ґрунту пов'язане з застосуванням ряду рихлячих органів: плоскорізів, стійок, чизелей, щілювачів залежно від ґрунтових умов.

У світовій практиці все більшої уваги надається чизелюванню. Його розглядають як ефективний захід усунення шарів ґрунту, утворених при обробітку ґрунту дисковими, плоскорізними знаряддями, і руйнуванням плужної підошви. Високі ґрунтозахисні показники при чизелюванні забезпечуються внаслідок збереження на поверхні основної маси післязбиральних решток і різного ослаблення поверхневого стікання. Чизелювання ефективне і як прийом вологонакопичення, особливо за умов вологої осені. Після чизельного обробітку з осені не відбувається суцільного замерзання ґрунту, що забезпечує сприятливі умови для поглинання талих вод і зменшення їх стікання, особливо, якщо вона проводиться в можливо більш пізні передзимні строки. Все більшого поширення набуває поєднання в одному агрегаті чизельних робочих органів, що оброблюють ґрунт на глибину до 30 см, з дисковими. Для осіннього обробітку ґрунту після високостеблових культур запропоновані роторно-чизельні агрегати, які забезпечують рівномірний розподіл по полю рослинних решток і якісний обробіток ґрунту.

У напрямі розвитку систем обробітку ґрунту в бік мінімізації та поглибленої диференціації наявне протиріччя між бажаною біологізацією землеробства, з одного боку, і вимушеним у багатьох випадках застосуванням пестицидів — з іншого. За умов мульчуючого безплужного обробітку створюються умови для активного розвитку зоофауни, особливо дощових черв'яків, які не лише «обробляють» орний шар, покращуючи його структуру, а також забезпечують проникнення ґрунтового профілю за рахунок численних ходів, що досягають близько 1 м. Проте застосування безплужного обробітку нерідко обмежене підвищеним розвитком забур'яненості і хвороб, доводиться використовувати гербіциди і фунгіциди, які негативно впливають на зоофауну.

Завдання зменшення забур'яненості в значній мірі може бути вирішене за рахунок створення сприятливих умов для проростання насіння бур'янів в ранньовесняний і осінній періоди з наступним знищенням їх механічними засобами, особливо в районах з продовженим вегетаційним періодом. У поєднанні з раціональним чергуванням культур в сівозміні, оптимальною часткою чистого або зайнятого пару, застосуванням проміжних культур, своєчасного виконання польових робіт, що виключає, зокрема, утворення насіння бур'янів в осінній період, — це завдання в більшості випадків може бути вирішене без застосування гербіцидів. До економічного і екологічного краху рільництво може бути доведено при підміні агротехніки хімічними засобами.

ЗАСТОСУВАННЯ ДОБРИВ

На відміну від природних біогеоценозів з відносно замкнутим циклом біогенних елементів в агроценозах проходить розрив цього циклу в зв'язку з відчуженням поживних речовин з урожаєм, втрат внаслідок стікання, ерозії, дефляції, інфільтрації.

Порушення балансу поживних речовин в землеробстві веде не тільки до зменшення виробництва продукції і погіршення її якості, а й до зниження стійкості агроландшафтів. У цьому повернення дефіциту біогенних елементів шляхом використання органічних і мінеральних добрив повинно розглядатися як біологічно обумовлене завдання. При цьому предметом регулювання біологічного кругообігу стає не лише окремий агроценоз, а агроландшафт в цілому.

Мають місце суттєві відміни в режимі біогенних елементів і ефективності добрив на різних елементах рельєфу, особливо на схилах різної форми, крутизни, довжини, експозиції. Ґрунти на південних схилах у порівнянні з північними характеризуються, як правило, більшою еродованістю, меншим гумусовим горизонтом, інтенсивнішими процесами мінералізації органічної речовини і азоту. На холодних схилах північної експозиції спостерігається зниження рН і підвищення гідролітичної кислотності в порівнянні з південними. Реакція рослин на удобрення, як правило, вища на північних схилах у зв'язку з більш високим їх вологозабезпеченням. Технологія вирощування сільськогосподарських культур на еродованих ґрунтах повинна передбачати ретельне загортання добрив, обґрунтованість норм і зменшення стікання. Підвищення врожайності рослин на цих ґрунтах сприяє підвищенню їх стійкості до ерозії внаслідок кращого розвитку рослин, їх кореневих систем і більшої кількості рослинних залишків.

У цілому в складних ерозійних умовах вимагається гнучка система добрив, що враховує різноманітність рельєфу і його морфологічних характеристик, ступінь змитості ґрунту, стікання з тим, щоб не допустити змиву поживних речовин понад екологічно допустимі норми.

Поряд з ландшафтним підходом до розподілу і використання добрив необхідно враховувати системний ефект їх взаємодії з ланками землеробства — обробітком ґрунту, строками сівби, нормами висіву насіння та ін. Азотні добрива виступають значною мірою як дозволяюча умова мінімізації обробітку ґрунту, використання рослинних решток як мульчі, скорочення чистого пару в сівозмінах, поглиблення спеціалізації. Без застосування фосфорних добрив різко знижується ефективність чистого пару, зростають втрати мінерального азоту з ґрунту внаслідок неповного його використання рослинами при дефіциті фосфору.

Застосуванням добрив можна регулювати ріст і розвиток рослин на різних етапах органогенезу, прискорювати або уповільнювати дозрівання, пов'язуючи при цьому з строками сівби і формуванням площі живлення рослин різними способами посіву та нормами висіву насіння.

Рядкове стартове удобрення прискорює ріст основної стеблової кореневої системи зернових злаків, що нерідко стає вирішальним фактором у формуванні врожаю.

Застосування добрив дозволяє попередити або пом'якшити дію різних стресів, підвищуючи пристосованість рослин до несприятливих умов, їх посухостійкість, морозостійкість та ін.

Добрива впливають на стійкість рослин до хвороб. Зокрема, фосфорні добрива, сприяючи посиленому розвитку кореневої системи, підвищують протистояння рослин до розвитку патогенів. Калійні добрива, сприяючи потовщенню клітинних стінок, підвищують міцність механічних тканин, істотно стримуючи розвиток грибкових хвороб. Практичне значення в цьому відношенні відіграє азотне живлення рослин, стимулюючи виникнення хвороб. Збалансоване удобрення в інтенсивних технологіях вирощування зернових культур послаблює патогенний процес, але часто доводиться вдаватись до фунгіцидних обробітків, особливо в випадку низької стійкості сорту до хвороб при високому рівні азотного живлення. Голодування рослин при нестачі того чи іншого елемента живлення часто супроводжується розвитком хвороб.

Порушення цих умов в період освоєння інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур, їх відірваність від адаптивних систем землеробства і недостатня укомплектованість виконання призвели не тільки до зниження віддачі від вкладених ресурсів, а й до забруднення середовища пестицидами. Особливе значення має допустимий рівень навантаження добрив на агроценози в різних умовах агроландшафтів і, зокрема, стосовно виробництва овочевих культур.

Важливою економічною і екологічною проблемою залишається нерівномірність внесення органічних і мінеральних добрив. При цьому розвивається неоднорідний хлібостій, нерівномірність дозрівання, знижується якість продукції, посилюється вимивання поживних речовин. Втрати за рахунок вимивання зростають з підвищенням норм добрив. Оцінка втрат азоту внаслідок газоподібних його сполук — у межах 10—30 % від внесеного.

Для упередження втрат азоту в навколишнє середовище необхідно оптимізувати норми азотних добрив під кожну культуру сівозміни, вносити їх в необхідні строки, рівномірно розподіляти і загортати в ґрунт та правильно підбирати форми добрив.

Сучасна традиційна агроекосистема не тільки непродуктивно використовує мінеральне живлення, а й активно забруднює інші природні системи — води поверхневого і ґрунтового стікання, суміжні ландшафти, повітря з усіма можливими звідси наслідками.

Підвищене використання елементів живлення з органічних решток пов'язане з тим, що в ґрунтовій зоні, де розміщені рослинні рештки або органічні добрива, спостерігається в декілька разів більша концентрація активної кореневої системи рослин. Причина високої концентрації пов'язана з тим, що в зонах з органічними рештками рослина знаходить повне мінеральне живлення, збалансоване щодо макро- і мікроелементів. У цих зонах більш сприятливі для кореневої системи фізичні властивості, а також більш висока мікробіологічна активність.

В умовах локалізації кореневих систем помітно знижується в (4— 5 разів) надходження в рослини токсикантів із забруднених ґрунтів.

Встановлене значення органічних решток в мінеральному живленні рослин дає підстави до перегляду традиційної системи добрив. Так, в умовах дерново-підзолистих ґрунтів у сівозміні з багаторічними травами при дефіциті добрив їх вносять переважно під просапні і зернові культури. Проте встановлено, що навіть невелике кількісне переміщення добрив під багаторічні трави дає високий ефект. Трави можуть помітно реагувати на мінеральні добрива, при цьому зростає не тільки урожай сіна, а й надходження в ґрунт поживно-кореневих решток. Внаслідок цього культура, що розміщується по пласту багаторічних трав, як правило, озима пшениця, а також і наступна (цукрові буряки, картопля, льон та інші) дають більш високий урожай порівняно з традиційною системою.

Більше надходження в ґрунт залишків багаторічних трав підвищує біологічну активність ґрунту, його санітарно-захисні функції, збільшує розміри біогеохімічного кругообігу, сприятливо впливає на гумусовий режим ґрунту. Такий підхід має особливо важливе значення на грунтах легкого гранулометричного складу. Крім багаторічних трав, особливо в сучасних умовах економіки, таким носієм поживних речовин є проміжні культури.

Суттєвий недолік багатьох мінеральних добрив, особливо азотних, — їх фізіологічна кислотність, а також наявність вільної кислоти внаслідок недосконалої технології виробництва. Інтенсивне використання таких добрив приводить до помітного підкислення ґрунтів і відповідно погіршення їх властивостей. При цьому підвищується рухомість радіонуклідів і важких металів.

Якість багатьох мінеральних добрив знижується внаслідок вмісту в них супутніх баластних елементів, в тому числі токсичних важких металів. Так, промислове мінеральне добриво суперфосфат характеризується вмістом важких металів і, зокрема, найбільш токсичного кадмію.

У зв'язку з пропагандою органічного землеробства ставиться питання про широке використання сапропелю в якості органічних добрив. З ним відбувається помітне надходження в ґрунт важких металів і токсичних сполук.

Реальну загрозу забруднення ґрунтів і рослин становить застосування в якості добрив осаду стічних вод великих промислових міст, відходів промисловості як меліоранта ґрунтів фосфогіпсу та ін.