Протиерозійний обробіток в зоні Лісостепу

В Лісостепу еродовані землі займають площу близько 5 млн. га. Тому інтенсивне ведення землеробства тут обов'язково пов'язане з застосуванням як агротехнічних, так і гідротехнічних заходів по захисту ґрунтів від ерозії.

На орних землях серед них головне місце належить агротехнічним і особливо спеціальним ґрунтозахисним способам обробітку ґрунту. Якщо на схилах провести ґрунтозахисний обробіток, ерозійні процеси будуть зменшуватись, і навпаки, коли при вирощуванні сільськогосподарських культур не враховувати, наприклад, напрями схилу або його крутість, ерозійні процеси значно зростають. Багатьма дослідженнями встановлено, що у змитих ґрунтах порівняно з незмитими підвищується об'ємна й питома вага, зменшується кількість гігроскопічної вологи, максимальна гігроскопічність, а також підвищується вологість в'янення. Запаси вологи на таких ґрунтах навесні в усіх шарах завжди менші, ніж у незмитих.

Отже, фізичні показники змитих ґрунтів значно відрізняються від повно профільних, що не може не впливати на завдання, які стоять перед обробітком фунту. Погіршення водно-фізичних властивостей еродованих ґрунтів - одна з головних причин збільшення поверхневого стоку, який виникає при весняному таненні снігу та опадах.

Численні досліди свідчать, що при створенні на поверхні схилу заглиблень для затримання опадів на місці їх випадання збільшується час контакту стікаючої води з ґрунтом, що забезпечує її фільтрацію в глибші шари. Узагальнені експериментальні дані показують, що на вирівняних схилах крутизною до 2 - 3° заглиблення, що створюються при оранці упоперек схилу, досить місткі для затримання стоку води і запобігання змиву ґрунту. Добрі результати одержують при обробці ґрунту плугами з одною знятою полицею, у зв'язку з чим упоперек схилу створюються борозни, які затримують поверхневі води.

На складних схилах борозни і валики по дну улоговин утворюють значний уклон, що призводить до концентрації стоку та посилення струмкових розмивів. У цих умовах воду, яка стікає в усіх напрямах, можна затримати на схилах крутизною до 4 - 5° оранкою з лункуванням, а на більш крутих - оранкою з переривчастим борознуванням.

Застосування оранки з грунтопоглибленням. За даними багаторічних досліджень УНДІЗ, а також інших дослідних установ, оранка з лункуванням та переривчастим борознуванням забезпечує нагромадження в 1,5-метровому шарі ґрунту до 150 - 200 м7га вологи, зменшує змив ґрунту й підвищує урожайність культур на 1 - 2 ц/га (Скородумов А. С, 1970). Такі протиерозійні прийоми обробітку захищають грунт від змиву в основному талими водами і діють досить короткий період часу - до першого обробітку, після чого штучний мікрорельєф вирівнюється. В малосніжні зими ефективність цього обробітку помітно знижується. Триваліший період забезпечують протиерозійний ефект способи обробітку ґрунту, які підвищують його водопроникність - оранка з грунтопоглибленням (Ворошин Л. Е. та ін., 1974) та щілювання (Миронов Г. І., 1979).

На Сумській сільськогосподарській станції протягом багатьох років вивчали в стаціонарному досліді на чорноземі типовому малогумусному слабо- та середньозмитому ефективність поглиблення орного шару ґрунту на схилах. В середньому за 8 років найвища продуктивність в ґрунтозахисній сівозміні була при обробітку ґрунту, яка включає оранку упоперек схилу з грунтопоглибленням під інші культури, переривчасте борознування під кукурудзу, ярі зернові та щілювання посівів озимої пшениці і багаторічних трав. На слабозмитому ґрунті така система проти­ерозійного обробітку порівняно із звичайною оранкою упоперек схилу забезпечує збільшення виходу кормових одиниць на 2,2 ц/га, а на середньозмитому ґрунті - 2,9 ц/га сівозмінної площі (Ворошин Л. Е. та ін., 1981).

Грунтопоглиблення сприяло зменшенню змиву ґрунту під озимою пшеницею на 36 - 37,4 %. Найбільш високий протиерозійний ефект забезпечила оранка під озиму пшеницю з грунтопоглибленням та наступним щілюванням посіву. Змив ґрунту зменшувався на слабо- і середньозмитому ґрунті відповідно на 84,2 і 61,4 %. В окремі роки ерозійних процесів у цих варіантах майже не спостерігалось. Оранка з грунтопоглибленням і переривчастим борознуванням під кукурудзу запобігала ерозії на слабозмитому ґрунті та сприяла зменшенню ерозійних процесів на 25 % на средньозмитому ґрунті.

Щілювання ґрунту. Особливо великий ґрунтозахисний ефект забезпечує щілювання, яке провадять на глибину 50 - 60 см по лініях близьких до напряму горизонталей. Встановлено, що на посівах озимої пшениці, яку часто розміщують на схилах спостерігається значний змив ґрунту. Це зумовлено вирівняною поверхнею, високою щільністю і низькою водопроникністю ґрунту, слабким розвитком рослин восени і рано навесні, особливо на середньо- та сильнозмитих ґрунтах. Дослідження показали, що на щільованому схилі опади поглиналися ґрунтом на 77,5 %, а на ділянці без щілювання - тільки на 40,5 %. Ефективне поглинання ґрунтом опадів сприяє скороченню стоку та зменшенню змиву ґрунту (Миронов Г. І., 1979).

У цих дослідах щілювання озимих забезпечило приріст врожаю зерна від 2,3 до 3,3 ц/га, а щілювання зябу підвищувало врожайність кукурудзи на силос і гороху відповідно на 25 - 30 і 1,5 - 2 ц/га. При внесенні високих норм добрив, особливо азотних, ефективність цього прийому зростала. Це зв'язано з тим, що при щілюванні в 1,5-метровому шарі ґрунту на гектарі зябу додатково нагромаджується 300 - 400, а на озимій пшениці - 400 - 500 м³/га вологи, яка може бути раціонально використана рослинами тільки при достатній кількості поживних речовин у ґрунті. Цей захід значно зменшує також ерозійні процеси. Змив грушу, наприклад, після весняного сніготанення зменшився від 69,6 до 10,9 м³/га при щілюванні, або майже в 7 разів.

У дослідах Хмельницької сільськогосподарської дослідної станції, які провадили на темно-сірих середньозмиги.х ґрунтах, найменший змив ґрунту на посівах озимої пшениці спостерігався у варіантах, де здійснювали щілювання. Найбільш високий приріст урожаю одержано при нарізуванні щілин через 5 - 7 м (Бей О. О., 1976).

Протиерозійні заходи необхідно диференціювати залежно від природно - кліматичних зон. У західних районах Лісостепу збільшення глибини оранки та обвалування зябу, переривчастого борознування зменшують змив ґрунту та підвищують запаси вологи в ньому. Тому іноді весняне поспівання ґрунту може затримуватись на 3 - 5 днів. У Передкарпаті взв'язку з перезволоженням ґрунтів на схилах необхідно застосовувати гончарний дренаж, а також обробляти грунт під кутом до напрямку горизонталей місцевості (Давидів Й. С, Лагуш М. Ф., 1976).

Врожай у всіх варіантах був майже однаковий. Ці дані свідчать, що на схилах для зменшення ерозійних процесів поверхневий обробіток ґрунту необхідно обов'язково доповнювати щілюванням.

Нові можливості в ґрунтозахисному землеробстві відкриваються при застосуванні безполицевого обробітку, коли стерня та інші рослинні рештки залишаються на поверхні поля. При систематичному його застосуванні на поверхні ґрунту створюється своєрідний екран з рослинних решток, який приймає на себе кінетичну енергію опадів і захищає ґрунтові агрегати від руйнування і наступного змиву поверхневим стоком. Крім того, наприклад, стерня, що залишається на полі після полиневого обробітку, сприяє додатковому нагромадженню снігу, що зменшує промерзання грушу. Навесні такий грунт скоріше розмерзається, в (результаті чого підвищується його водопроникність і збільшується нагромадження вологи на 150 - 200 м³/га.

Плоско різний обробіток ґрунту. Слід зазначити, що при обробітку ґрунту на схилах плоскорізними знаряддями запобігають так званій агротехнічній ерозії, яка спостерігається при полицевому обробітку.

Результати досліджень, проведених УНДІЗ в довгостроковомустаціонарному досліді на чорноземі типовому середньозмитому, показали, що поліпшуються також інші агрофізичні показники оброблюваного шару еродованого грунту. Так, при плоско різному обробітку підвищується водопроникність та поліпшується агрегатний склад ґрунту в порівнянні з оранкою. Особливо висока водопроникність ґрунту при плоскорізному обробітку з одночасним щілюванням в перші п’ять хвилин. В середньому за 3 - 5 годин швидкість фільтрації води була приблизно однаковою як при оранці з грунтопоглибленням, так і при плоскорізному обробітку з щілюванням.

Щодо оранки та плоскорізного обробітку, проведених на однакову глибину, то швидкість фільтрації вологи у всіх випадках була більш високою при плоскорізному обробітку. Систематичне застосування плоскорізного обробітку в шарі 0 - 30 см сприяє підвищенню кількості водостійких агрегатів, особливо фракції 0,5 - 0,25 мм, процент якої значно збільшується.

По нагромадженню вологи найкращі результати забезпечив по кукурудзі й ячменю мілкий плоскорізний обробіток з одночасним щілюванням, а на озимій пшениці плоскорізний обробіток, проведений на глибину звичайної оранки. Зниження нагромадження вологи при мілкому плоскорізному обробітку з одночасним щілюванням по озимій пшениці перш за все зв'язано з тим, що нарізані при основному обробітку щілини під час передпосівних обробітків, сівби і наступних проходів машин і знарядь, частково руйнуються, що в значній мірі знижує їх здатність поглинати воду.

Спостереження, проведені в 1976 - 1981 рр., свідчать, що при плоскорізному обробітку порівняно з оранкою щільність ґрунту збільшувалась навесні та в період вегетації кукурудзи, ячменю й озимої пшениці незначно (0,01 - 0,09 г/см³). При полицевому і плоскорізному обробітках щільність ґрунту була в межах оптимальної.

Визначення водопроникності ґрунту показало, що в перші п'ять хвилин вона більша при мілкому плоскорізному обробітку з одночасним щілюванням. За впливом на врожайність зерна озимої пшениці та кукурудзи плоскорізний обробіток був рівноцінний оранці. На ячмені плоскорізний обробіток, проведений на глибину оранки (20 - 22 см) підвищив урожай у варіантах з удобренням на 2,2 - 2,6 ц/га, а мілкий плоскорізний з одночасним щілюванням - на 2,9 - 4,2 ц/га.

Найвищий урожай багаторічних трав одержано у варіанті, де здійснена оранка з грунтопоглибленням.

Плоскорізний обробіток в сівозміні (багаторічні трави, кукурудза на зерно, ячмінь з підсівом трав) забезпечив (зменшення змиву ґрунту порівняно з оранкою та оранкою грунтопоглибленням на 20 - 26 %. Найменші втрати ґрунту в досліді були при мілкому плоскорізному обробітку одночасним щілюванням - в середньому по сівозміні на процент по відношенню до оранки. Найбільший змив ґрунту спостерігався під кукурудзою – 80 - 100 м³/га.

Аналогічні дані по ґрунтозахисній ефективності плоскорізного обробітку одержані Хмельницькою сільськогосподарською дослідною станцією на темно-сірих лісових середньоеродованих грунтах (Зозуля І. Я., Яготин О. В., 1982). Найбільший змив ґрунту в сівозміні (1,2 - бага­торічні трави, 3 - озима пшениця, 4 - кукурудза на силос, 5 - ячмінь-трави) в середньому за чотири роки становив при оранці - 116,1 м³/га. При оранці з грунтопоглибленням та переривчастим борознуванням, а також щілюванні посівів озимої пшениці та багаторічних трав втрати ґрунту зменшились на 44 %, а при плоскорізному обробітку - на 42 %. Найбільші втрати ґрунту відмічені на полях, зайнятих кукурудзою,- 65 - 74 % загального змиву в сівозмін. За даними Сумської сільськогосподарської дослідної станції в умовах північно-східного Лісостепу України на схилі 3 - 6° (чорнозем типовий малогумусний слабо- та середньозмитий) плоскорізний обробіток забезпечив таку саму ґрунтозахисну ефективність, як і оранка з переривчастим борознуванням. При однаковому ґрунтозахисному ефекті вихід кормових одиниць у ланці ячмінь + травосумішки дворічного користування за три роки становив: при плоскорізному обробітку- 114,9 ц/га, при оранці з щілюванням - 113,2 і оранці з грунтопоглибленням та переривчастим борознуванням - 108,6 ц/га. Витрати на проведення плскорізного обробітку знижувались порівняно з оранкою та грунтопоглибленням і щілюванням на 38 - 74 %.

Вищенаведене показує, що на схилах плоскорізний обробіток з залишенням на поверхні поля рослинних решток забезпечує досить значне зменшення змиву ґрунту порівняно з оранкою. При цьому спрощуються технологічні операції, наприклад, порівняно з оранкою і грунтопоглибленням та переривчастим борознуванням при одночасному зниженні енергозатрат. Урожай в більшості випадків не знижувався порівняно з ґрунтозахисним полицевим обробітком, а в деяких випадках навіть перевищував його.

Вивчення впливу різних способів обробітку ґрунту на, його родючість свідчить, що тривале застосування плоскорізного обробітку призводить до диференціації оброблюваного шару ґрунту за вмістом азоту, фосфору та калію. Наприклад, рухомих форм фосфору і калію в шарі 0 - 15 см при обробітку плоскорізом було в 2,1 - 2,7 рази більше, ніж на глибині 15 - 20 см.

Диференціація оброблюваного шару за родючістю зумовлена також глибиною загортання мінеральних добрив. Так, при оранці на глибину 25 - 27 см основна маса мінеральних добрив знаходиться на глибині 10 - 25 см (64 %). При обробітку ґрунту на таку саму глибину плоскорізом-глибокорозпушувачем КПГ-250 більша частина (77 %) добрив розміщується в шарі ґрунту 0 - 15 см; Тільки 23 % добрив по щілинах, які утворюються на поверхні ґрунту при проходженні плоскоріза, потрапляють на глибину 10 - 25 см. Однак, як свідчать наші дослідження, навіть при восьмирічному застосуванні плоскорізних знарядь не спостерігалось зниження врожаю сільськогосподарських культур внаслідок диференціації оброблюваного шару ґрунту. Узагальнені результати всіх дослідів показують, що такі прийоми обробітку ґрунту, як плоскорізний, мілкий плоскорізний з одночасним щілюванням під ярі культури, поверхневий плоскорізний знаряддям КПЗ-3,8 в агрегаті з голчастою бороною та кільчасто-шпоровими котками, щілювання посівів озимої пшениці, багаторічних трав і раннього зябу, забезпечують досить високий ґрунтозахисний та водоутримуючий ефект, що майже завжди супроводжується підвищенням врожаю.

Ці способи обробітку ґрунту, які є основою ґрунтозахисних технологій вирощування польових культур широко впроваджуються в колгоспі «Заповіт Ілліча» Обухівського району Київської області. У цьому господарстві найбільш поширені чорноземи типові різного ступеня еродованості. Схили займають близько 70 % загальної площі землекористування.

П'ятирічне (1980 - 1984) виробниче випробування ґрунтозахисних технологій обробітку показало їх високу агроекономічну ефекгивність. Так, приріст врожайності озимої пшениці, яку розміщували після гороху і кукурудзи на силос, порівняно з оранкою становив відповідно 2 і 3,7 ц/га при урожайності на контролі 40,6 і 39,7 ц/га. Після стерньових попередників при обох способах обробітку врожай був однаковий.

Як свідчить досвід цього господарства, в умовах складного рельєфу застосування плоскорізного обробітку ґрунту з щілюванням особливо ефективне в системі контурного та контурно-меліоративного землеробства. Така система ґрунтозахисних технологій передбачає насамперед спеціальну організацію території землекористування, а також при необхідності, проектування відповідних гідрогехнічних водорегулюючих споруд. Останні в комплексі з лісомеліоративними заходами утворюють каркас контурно меліоративпої системи землеробства. Як показує виробничий досвід, впровадження її в окремих господарствах та яружно-балкових системах і водозбірних басейнах відкриває перспективу повного контролю над водною ерозією, а це в свою чергу сприяє створенню умов. для забезпечення надійного захисту від руйнування ґрунтів та забруднення водних джерел засобами хімізації сільського господарства.

Все вище наведене свідчить, що навіть в умовах складного рельєфу, коли створюються умови для інтенсивних ерозійних процесів, ґрунтозахисний обробіток, особливо в комплексі з іншими протиерозійними заходами, значно скорочує поверхневий стік, що сприяє додатковому нагромадженню вологи, зменшенню змиву ґрунту, в результаті чого створюються умови для підвищення урожаїв культур, які вирощують на схилах.