Захист грунтів від ерозії.

1. Конспект лекції

Інтенсифікація виробництва спричинює зміни багатьох функцій обробітку ґрунту, і основними з них стають такі:

- посилення протиерозійної стійкості ґрунту;

- сповільнення мінералізації гумусу;

- поліпшення використання післяжнивних решток та поживних речовин;

- зменшення негативної післядії гербіцидів;

- запобігання поширенню хвороб.

Основою цих заходів є оптимізація фізичних властивостей ґрунту, що вирішується в основному обробітком.

Інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур передбачають багаторазові проїзди по полю машин та знарядь. Після них підвищується твердість ґрунту, яка значною мірою визначає умови розвитку кореневої системи рослин і опір ґрунту. Дослідженнями доведено, що опір ґрунту, ущільненого гусеничними тракторами, збільшується на 16-25%, важкими колісними тракторами і автомобілями – 44-65 і транспортними агрегатами — на 72— 80 %. Ступінь кришіння грунту, ущільненого важкими колісними трак­торами, значно зменшується. При цьо­му різко збільшується бриластість ріл­лі, що призводить до нерівномірного загортання насіння і зниження польо­вої схожості культур.

В зв'язку з цим намітився перехід від практики багаторазових обробітків землі до їх можливого скорочення або повної відмови від механічних обро­бітків. Застосовують мінімальний і нульовий, або хімічний, обробітки грунту.

Мінімальним вважають такий обро­біток грунту, який забезпечує знижен­ня енергетичних витрат зменшенням кількості і глибини обробітків, поєд­нанням операцій в одному робочому процесі, зменшенням оброблюваної поверхні поля.

При нульовому обро­бітку насіння рослин висівається в необроблений грунт, а бур'яни знищую­ться гербіцидами.

Вперше мінімальний обробіток грун­ту був випробуваний у США, а потім він поширився в Канаду, Англію та інші країни. Тепер мінімальний і ну­льовий обробітки грунту широко ви­вчаються і запроваджуються в бага­тьох країнах світу.

Необхідність у мінімальному обро­бітку грунту спричинюється потребою зберігання і підвищення його родю­чості (усунення надмірного ущіль­нюючого і розпилюючого впливу важ­кої сільськогосподарської техніки, бо­ротьба з водною і вітровою ерозією, поліпшення гумусового балансу грун­ту і зменшення втрат з нього пожив­них речовин і вологи), а також причи­нами економічного порядку (необхід­ністю зростання врожайності, продук­тивності праці та зниження собівар­тості продукції).

Мінімалізація обробітку грунту можлива лише тоді, коли вона не по­гіршуватиме умови вирощування рос­лин, що зумовлюється як постійними довгодіючими факторами, так і тим­часовими причинами. До першої групи належать фактори, які впливають на будову грунту, а саме: гранулометрич­ний склад, структура, склад увібраних основ, вміст гумусу тощо. До тимчасо­вих причин відносять наявність відпо­відних машин і знарядь, якість обробітку ґрунту його забур’яненість насінням і вегетативними органами розмноження бур’янів, поширення хвороб і шкідників, засоби боротьби з ними.

Можливість скорочення кількості і глибини механічних обробітків на слабозабур’янених масивах, або при використанні гербіцидів, можна визначити, порівнюючи показники рівноважної та оптимальної для рослин об’ємної маси ґрунту.

Під дією зовнішніх умов розпушений грунт через певний час ущільнюється, а надмірно ущільнений саморозпушується, тобто набуває такого стану, коли його об'ємна маса стає сталою, влас­тивою лише даному грунту (рівноважною). Величина її залежить від гранулометричного складу грунту, вмісту в ньому гумусу тощо. Для чорноземів рівноважна об'ємна маса в середньому становить 1-1, 25 г/см³, суглинкових дерново-підзолистих грунтів—1, 35-1, 4, супіщаних і піщаних— 1, 5-1, 6 г/см³. Чим менше різниця між оптимальною і рівноважною об'ємною масою грунту, тим менш інтенсивний обробіток треба застосовувати.

Велике значення має і швидкість переходу ґрунту з наданого йому стану до рівноважного. Важливим показником є і критична щільність ґрунту, при якій починаються складатися несприятливі умови для рослин. Саме вона, очевидно, буде найбільш об’єктивним показником необхідності обробітку ґрунту.

За­лежно від структурного стану і скла­дення різних грунтів у нашій країні розрізняють три зони ефективності мі­німального обробітку.

1. Зона високої ефективності міні­мального обробітку включає райони з чорноземами і червоноземами. Кіль­кість механічних обробітків парів і міжрядь просапних культур для зни­щення бур'янів можна зменшити або повністю замінити хімічними. У цій зоні можлива заміна глибоких обро­бітків поверхневими.

2. До зони зниженої ефективності входять райони з сірими лісовими, темно-каштановими і каштановими грунтами. Кількість механічних обро­бітків може бути дещо зменшена на зональних грунтах і набагато лише на окультурених різновидностях цих грунтів. У районах з відносно невели­кою кількістю опадів ефективність мі­німальних обробітків більша.

3. Зона низької ефективності об'єд­нує райони з дерново-підзолистими, світло-сірими, світло-каштановими, бу­рими і сіроземними зональними грун­тами. На слабоокультурених грунтах зони заміна механічних обробітків хі­мічними недоцільна.

У нашій країні намітилися такі основні напрями мінімалізації обро­бітку ґрунту:

v зменшення кількості і глибини основних, передпосівних і міжрядних обробітків грунту в сівозміні при ви­користанні для боротьби з бур'янами гербіцидів;

v заміна глибоких обробітків поверх­невими або неглибокими, особливо при підготовці грунту під озимі культури, обробітками з використанням широко­захватних плоскорізів, важких диско­вих борін, лущильників, фрез, які за­безпечують високоякісний обробіток за один прохід агрегату;

v поєднання кількох технологічних операцій і заходів в одному робочому процесі (застосуванням комбінованих ґрунтообробних і посівних агрегатів);

v зменшення поверхні поля, яка об­робляється, запровадженням смугового (колійного) передпосівного обробітку при вирощуванні просапних культур і використанні гербіцидів.

Один із шляхів мінімалізації обро­бітку грунту допускає використання комбінованих агрегатів і машин, які дають можливість за один прохід ви­конувати кілька технологічних опера­цій та заходів. Поєднувати можна тільки агротехнічне сумісні операції, якщо вони виконуються одночасно. До них належать, наприклад, такі:

оранка, вирівнювання, розпушуван­ня і ущільнення; культивація, вирівню­вання, локальне внесення мінеральних добрив;

передпосівний обробіток ґрунту і сівба зернових або просапних культур;

розпушування ґрунту, подрібнення рослинних решток просапних культур і коткування;

нарізування гряд, передпосівний об­робіток верхнього шару і внесення добрив;

проріджування сходів, міжрядне розпушування; розпушування міжрядь з внесенням гербіцидів.

Для передпосівного обробітку ґрунту за один прохід агрегату використо­вують комбіновані машини типу АКП-2, 5, АКП-5, РВК-3, 6, РВК-5, 4, АКР-3, 6, КФГ-3, 6 ВИП-5, 6. Для кращого кришіння грунту і вирівнювання поверхні ріллі плуги обладнують пристосуваннями ПВР-2, 3, ПВР-3, 5.

Щоб поєднати передпосівний обробіток грунту, внесення добрив, сівбу зернових культур і коткування ґрунту, використовують, комбіновані ґрунто­обробні посівні агрегати типу КА-3, 6, КФС-3, 6, а також стерньові сівалки СЗС-2, 1М, СЗС-2, 1ЛА.

Мінімальний обробіток в першу чергу необхідно застосовува­ти на добре окультурених грунтах із сприятливими для рослин агрофізичними властивостями, а також на чистих від бур'янів полях або при систематичному застосуван­ні гербіцидів, що дасть можливість зберегти грунт від ерозії, за­безпечити нагромадження вологи і збільшити родючість.

Мінімалізація обробітку ґрунту має важливе економічне й організаційно-господарське значення. Вона дає можливість змен­шити кількість енергетичних засобів і трудових ресурсів, рівно­мірніше використовувати тракторний парк протягом року при скороченні загальної потреби у тягачах та збільшенні навантаження на кожен трактор, що сприяє здешевленню рослинницької про­дукції.

Ерозії – процеси руйнування верхніх найбільш родючих горизонтів ґрунту і підґрунтя талими та дощовими водами або вітром. Вона виникає під впливом природних і антропогенних факторів.

В Україні великої шкоди ріллі завдає водна і вітрова ерозії. Нині уже еродовані понад 15 млн га, і ерозія продовжує наступати далі. В середньому в Україні з кожного гектару змивається до 1, 5 т ґрунту щороку. Насамперед це явище характерне для Степу та Лісостепу. Внаслідок цього відбуваються втрати значної кількості гумусу та поживних елементів, що в 2-3 рази переважає їх внесення в грунт.

Щоб запобігти вітровій ерозії, необ­хідно знизити швидкість вітру над по­верхнею поля, поліпшити протиерозій­ні властивості грунту і зменшити пило-збірну площу.

Зменшення швидкості вітру у при­земному шарі досягається зберіганням стерні, створенням крупно грудочкуватої поверхні, висіванням куліс з високостебельних рослин, створенням си­стеми лісових смуг.

Процес руйнування грунту при по­лицевій оранці дуже прискорюється при застосуванні зубових борін, які безпосередньо розбивають вітростійкі грудочки. Найбільш сильно грудочки руйнуються дисками лущильників під час обробітку сухого грунту. Вони розрізають грудочки грунту, які в су­хому стані дуже крихкі, органо-мінеральна плівка, яка обволікає грудоч­ки, при цьому руйнується, а мікро-агрегати стають сипкими і рухомими, як пісок.

Коткування староорних земель гла­денькими водоналивними котками значно збільшує вміст ерозійно небез­печних фракцій, вирівнює поверхню грунту і сприяє виникненню ерозії.

Основою ґрунтозахисної системи землеробства в районах вітрової ерозії є безполицевий обробіток грунту із зберіганням стерні.

Для глибокого обробітку грунту за­мість полицевих плугів застосо­вують культиватори-глибокорозпушувачі КПГ-250, КПГ-2-150, КПГ-2, 2, а також культиватори-плоскорізи КПП-2, 2, КПШ-5, КПШ-9 для основ­ного обробітку і догляду за пара­ми, передпосівного обробітку грунту. Розпушувачі зберігають на поверхні грунту до 80 % стерні, добре його роз­пушують, не розпилюючи.

Культури висівають стерньовою сівалкою-культиватором СЗС-2, 1, або сівалкою-лущильником ЛДС-6. Після сівби цими сівал­ками на поверхні поля зберігається до 25—35 % стерні.

З агротехнічних протиерозійних за­ходів ефективними є сівба ярих зер­нових у можливо ранні строки пере­хресним способом, післяпосівне котку­вання кільчасто-шпоровими котками, додаткове зволоження в разі виник­нення загрози пилових бур.

Щоб запобігти водній ерозії, треба поліпшити водопроникність грунту, зменшити водозбірну площу, запобіга­ти нагромадженню талих та дощових вод, створювати перешкоди на шляху руху води, які б розпиляли її потоки, відводити потоки води в безпечні для ерозії місця тощо.

Напрям обробітку грунту. Всі агро­технічні заходи (оранку, лущення, бо­ронування, культивацію, сівбу, між­рядний обробіток та ін.) на простих схилах слід проводити лише упоперек їх.

Під час оранки упоперек схилу на поверхні грунту утворюються борозни і гребені, які запобігають поверхнево­му стоку та змиванню грунту і підви­щують вміст вологи в ньому.

Глибина обробітку грунту. Стік талих вод значно зменшується при глибокому обробітку внаслідок збільшен­ня водомісткості та водопроникності грунту. На мало змитих грунтах зяб­леву оранку проводять на глибину до 27-30 см, а на середньо - і сильно-змитих—на глибину окультуреного шару з поглибленням орного шару плугами з ґрунтопоглиблювачами.

Способи глибокого обробітку грунту необхідно диференціювати відповідно до рельєфу площі. Так, на верхніх ділянках схилу, оранку можна проводити на повну глибину. На нижніх частинах схилу орати необхідно на меншу гли­бину, а підорний шар розпушувати ґрунтопоглиблювачами чи плугами з вирізними полицями.

Плоскорізний обробіток. Застосу­вання комплексу ґрунтообробних зна­рядь, що складається з плоскорізів різних типів та голчастих борін, є не-тільки ефективним запобіжним захо­дом проти дефляції, а й сприяє знач­ному зменшенню стоку талих і зли­вових вод, а також змиванню грунту в осінньо-зимовий період. Залишені на поверхні поля рослинні рештки спри­яють збільшенню товщини снігового покриву. При цьому грунт промерзає на меншу глибину, раніше розмерзає­ться, внаслідок чого на таких полях краще акумулюються весняні талі во­ди. Рослинні рештки, що збереглися на поверхні грунту при плоскорізному обробітку, також захищають грунт від. руйнівної дії дощових крапель.

Щілювання грунту. Істотну ґрунтоза­хисну роль відіграє щілювання зябу, посівів озимих зернових культур та багаторічних трав, лук та пасовищ щілинорізами ЩН-2 -140 та іншими пристроями на глибину 40—60 см і З—5 см завширшки.

Посіви озимих культур доцільно щілювати перед замерзанням грунту. Щілювання ефективне, особливо в степовій зоні, також після сівби ози­мих (до початку проростання насін­ня). Щілювання зябу краще проводити пізно восени після ущільнення грунту.

Кротування про­водять одночасно з щілюванням. Вода надходить у кротовину через щілину, яка прорізується ножем щілиноріза. Кротування поліпшує водопроникність грунту. За допомогою цього агротехніч­ного заходу імітуються природні кро­товини, які мають велике значення для вбирання талих та зливових вод і поліпшення водно-повітряного режи­му грунту.

Створення водозатримувального мікрорельєфу.

Гребенева оранка.

Ступінчаста (різноглибинна) оранка.

Лункування і боронування. На склад­них схилах найбільш ефективним спо­собом обробітку зябу є лункування, переривчасте та перехресне борознування. При лункуванні на поверхні поля утворюється густа мережа (до-11 тис.) замкнутих заглиблень (лу­нок) ємкістю по 20—25 л

Мульчування. Одним із способів бо­ротьби з водною ерозією є мульчуван­ня. Грунт мульчують перепрілим гно­єм, соломою, лісовою підстилкою, торфом, стернею та післяжнивними рештками. Мульча запобігає руйнів­ним ударам дощових крапель на грунт, утворенню ґрунтової кірки, не­продуктивному випаровуванню вологи з поверхні грунту, значно зменшує йо­го змив, сприяє снігозатриманню і нагромадженню вологи в грунті, запо­бігає промерзанню його в зимовий пе­ріод.

Особливості сівби на схилах. Сівбу слід проводити упоперек схи­лу чи по горизонталях. Сівба, проведена впоперек схилу, в 2—3 рази зменшує втрати грунту. Норму висіву на еродованих землях рекомендується збільшувати на 10 % і сіяти ярі культури у більш ранні строки, ніж на рівних полях, вибірко­во в міру доспівання грунту на окре­мих ділянках.

На грунтах з неглибоким гумусовим шаром легкого і серед­нього механічного складу наведеним вимогам краще відповідають чизельні плуги типу ПЧ-2, 5 з вузько розпушуючими робочими ор­ганами, на важких ущільнених і пересушених — діагональні роз­пушувачі ПРН-31 000, ПРПВ-5-50 типу «Параплау». Показники якості обробітку грунту одно операційними машинами при цьому в усіх випадках поліпшуються при агрегатуванні чизелів з прис­тавкою ПСТ-2, 5, а плугів-розпушувачів з пристроями ПВР-2, 3.

Встановлено, що використання пристрою ПВР-2, 3 за рахунок більш якісного кришіння скиби з поверхні й ущільнення її в опти­мальних розмірах у середині орного шару знижує втрати залиш­кових запасів вологи після рясних опадів у перші 20 днів на одну третину, а іноді і більше порівняно з використанням в агрегаті БИГ-ЗА, або одно операційних машин.

У зволожених районах Лісостепу і на Поліссі по зайнятих парах і багаторічних травах після попереднього лущіння дискови­ми боронами орють на глибину від 16—18 до 20—22 см. Для кра­щої якості плуги обладнують пристроями ПВР-2, 3, ПВР-3, 5.

Протиерозійний обробіток грунту після непарових поперед­ників. Подальша інтенсифікація виробництва зерна озимих і знач­не послаблення водної ерозії після цих попередників найдоціль­ніша на основі впровадження мало операційної технології обробіт­ку грунту комбінованими агрегатами типу ПЩН-2, 5, які порівняно з іншими знаряддями з плоскорізними робочими органами завдя­ки меншим лезам і щілинорізу не виміляються і стало працю­ють на глибині від 6 до 16 см навіть при досить сухому грунті. По­дрібнення розпушеного шару грунту і вирівнювання поверхні поля тут порівняно з до операційними машинами здійснюють не розділь­но, а в агрегаті з приставкою, що складається з двох секцій пря­мих дисків з вирізами, встановленими на ексцентрик.

Мілкий обробіток на 8—10 з одночасним щілюванням від 20 до 40 см комбінованим агрегатом ПЩН-2, 5 як протиерозійний за­хід досить ефективний в усіх зонах України після гороху, де грунт майже не прикритий післяжнивними рештками і влітку, як і в па­ру, особливо сильно піддається водній ерозії. Грунт після стер­ньових попередників під озимі плоскорізом-щілинорізом ПЩН-2, 5 готують тільки там, де їх збирають потоковим методом і на низь­кому зрізі.

Площі з-під багаторічних трав у Степу краще обробляти за технологією, що включає дискування стерні БДТ-10 або БДТ-3 і наступний обробіток на глибину 10—12 см плоскорізом ОПТ-3-5 в агрегаті з бороною БИГ-ЗА при зволоженому і пристроєм ПВР-3, 5 при сухому грунті.

Для посилення стійкості ходу плоскоріза по глибині обробі­ток проводять впоперек останнього дискування через 2—3 дні піс­ля нього, коли грунт за рахунок добового перепаду температур і конденсації парів дещо зволожиться знизу, післяжнивні рештки підсохнуть з поверхні.

Після кукурудзи на силос, яку збирають за тиждень-два до оптимальних строків сівби озимини, як вологозберігаючий захід найбільш доцільний мульчуючий обробіток грунту на 6—8 см. Технологія його включає обов'язкове подрібнення стерні в день збирання врожаю під так звану «стінку» добре загостреними дис­ковими лущильниками ЛДГ-10, ЛДГ-15. Наступний основний об­робіток проводять бороною БД-10 під кутом 40—45° до напрямків рядків з одночасною культивацією КСП-4. Якщо грунт ущільне­ний, на культивації використовують важкі гірські КРГ-3, 6, або садові КСГ-5 культиватори в агрегаті з голчастими боронами БИГ-ЗА при пасивному положенні дисків.

Після силосної кукурудзи і соняшнику за один прохід можна підготувати грунт під озимі, використовуючи комбінований агре­гат АРП-3, який обладнаний розпушувальними робочими органа­ми чизельного типу, що йдуть за секціями з подрібнюючими зубо­вими і прикочуючими зігнутими під прямим кутом через один ви­різ дисками. Агрегат особливо ефективний при застосуванні на ущільнених грунтах.

Перевага поверхневого, як найбільш продуктивного обробіт­ку під озимі, після кукурудзи на силос встановлена і у сівозмінах Полісся. На схилах і рівних площах посіви озимих по поверхне­вому обробітку для зменшення ерозії й додаткового нагромадження вологи щілюють. Цей захід особливо ефективний на важких запливаючих грунтах Із високим рівнем підґрунтових вод.