Розділ «1. Наукові основи систем землеробства»

Чисельними дослідами встановлено, що найвищий урожай можна одержати тільки за оптимальної кількості фактора життя рослин.

Обмежувати урожай можуть не тільки фактори життя, а й несприятливі умови середовища: ґрунтові, фітологічні, агротехнічні; наприклад, забур'яненість, кислотність та ін.

Під час розроблення системи землеробства (особливо для окремих господарств) важливо уміти правильно визначити обмежувальні фактори і причини, що стримують розвиток землеробства в даний час і можливі в недалекому майбутньому. Вони можуть бути різними і пов'язані з особливостями клімату, ґрунту, ландшафту.

Низька родючість ґрунту і обмежені можливості одержання високих урожаїв можуть бути зумовлені не тільки природними умовами, але і недоліками та помилками в культурі землеробства.

Багато з обмежуючих причин можуть мати лише тимчасовий характер, оскільки за відносно короткий час їх можна усунути. У відповідності з цим в освоєнні системи землеробства повинні бути зроблені уточнення.

По-іншому перебуває справа, коли обмежуючими виявляються постійно діючі причини, які дуже важко, а в багатьох випадках і неможливо повністю усунути, проте їх шкідливий вплив може бути послабленим. В відповідності цього набір заходів в системі землеробства повинен забезпечувати постійну боротьбу з ними.

Близький до закону обмежуючих причин широко відомий закон мінімуму, максимума і оптимума. Він був вперше сформульований Ю. Саксом. Зміст його полягає в тому, що найвищий урожай можна одержати за оптимальної наявності фактора, а в міру збільшення або зменшення останнього урожай зменшення.

В.Р. Вільямс дав йому більш чітке визначення: "Найбільший урожай реалізується при середній "оптимальній" наявності фактора; при найменшій (мінімальному) і найбільшій (максимальному) наявності фактора урожай нереальний (дорівнює нулю)".

Винятково важливе значення в землеробстві має закон сукупної дії факторів життя рослин. Основу цього закону сформулював ще в кінці XIX ст. німецький дослідник Лібшер. Суть його полягає в тому, що для одержання високого врожаю необхідні усі фактори життя в оптимальному співвідношенні.

Таку ж думку про цей закон висловив і В.Р. Вільямс. Як ілюстрацію, що підтверджує цей закон, він наводить графік безперервного збільшення урожаю за одночасної дії світла, води, поживи, побудований на основі дослідів, виконаних німецьким агрофізиком Є. Вояєлі. В дослідах виявилось, що приріст урожаю ячменю на посудину від покращення освітлення за вологості ґрунту 20% склала всього 22 г (або 23,7%), за вологості 40% — 135 (або 73%), а за вологості 60% — 195 г (93,5%). Ще більш помітна різниця від застосування добрив. Тут за умов високого освітлення одна і та ж доза добрив сприяла збільшенню урожаю ячменю в 12,5 разів (рис. 2)

В дослідах Лезера в Індії при вирощуванні льону і пшениці на різних фонах удобрення повним мінеральним добривом в 1,5-2 рази знизило транспіраційні коефіцієнти порівняно з неудобреним фоном або одержаним лише азотним добривом.

Важливою практичною особливістю закону сукупної взаємодії факторів життя рослин є те, що в позитивному напрямі він проявляється лише в тих випадках, коли кількісні зміни факторів впливу підібрано правильно відповідно до потреб і особливостей вирощування культур і сортів. Розв'язання цього питання є одним з найважливіших завдань сучасної агрономічної науки, тому що показники оптимуму і максимуму факторів життя за комплексного їх використання помітно і безперервно змінюється

Найстарішим, але постійно актуальним, є закон повернення речовин в ґрунт відкритий в середині XIX ст. одним із засновників агрохімії Ю. Лібіхом. Зміст його зводиться до того, що всі речовини, використовуючи при створенні урожаю, повинні бути повністю повернені в ґрунт з добривами. Порушення цього закону, по твердженню Ю. Лібіха, рано чи пізно повинно приводити до втрати родючості ґрунту.

В принципі питання про необхідність повернення біологічно важливих елементів, а не усіх винесених з ґрунту урожаєм, є правильним і прогресивним. Про це неодноразово підкреслювали такі видатні вчені як К.А. Тімірязєв та Д.М. Прянішніков, відмічаючи, що вчення про необхідність повернення є одним із найважливіших надбань науки.

У раціонально організованому господарстві всі біологічно важливі елементи живлення, взяті врожаєм з ґрунту або втрачені іншими шляхами, повинні повертатися до нього з деякими перевищеннями, щоб забезпечити безперервне зростання урожаю і компенсувати можливі втрати внаслідок змивання, вилущування, денітрифікації та з інших причин. Цього досягають внесенням добрив, приорюванням післяжнивних решток, зелених добрив, а також вирощуванням бобових культур, здатних нагромаджувати в ґрунті азот. Лише за таких умов забезпечується кругообіг речовин і поліпшення родючості ґрунту.

Одним з показників раціонального ведення землеробства в межах окремого господарства і загалом в державі у відповідності до закону повернення звичайно є баланс таких дефіцитних, біологічно важливих елементів в ґрунті, як азот, фосфор і калій.

Баланс поживних речовин, по твердженню багатьох вчених, в землеробстві продовж тривалого часу порушувався і складався від'ємним, тобто з помітним дефіцитом. З ґрунту бралось більше, ніж поверталось йому. Повертання азоту і калію в ґрунту в 30-40-х роках складало третину, а в недалекому минулому не більше половини. За умов економічної кризи в Україні і нестабільності в сільськогосподарському виробництві загалом, цей дефіцит зріс до непомірних величин.

У розробленні і освоєнні системи землеробства велике значення заслуговує закон плодозміни. Ще в 1838 р. професор М.Г. Павлов визнавав його як закон природи. Він стверджував, що кожний агротехнічний захід більш ефективний за плодозміни, ніж за беззмінного вирощування культур.

В основі цього закону знаходиться загальнобіологічний закон єдності та взаємозв'язку рослинних організмів і умов середовища. Необхідність періодичної зміни різних культур в посіві обумовлюється не тільки різним виснаженням ґрунту елементами живлення і неоднаковим розміщенням і нагромадженням кореневих поживних решток, а бобовими — азоту, але і в тім, що в період росту культури по-різному впливають на ґрунт і на навколишнє середовище. По-різному змінюється, щільність, твердість, гранулометричний стан і вологість ґрунту у вертикальному профілю, а також кількісний склад мікрофлори та інтенсивність розвитку окремих груп мікроорганізмів і в тому числі патогенних. Підтвердження важливості дотримування закону плодозміни можна бачити постійно у виробничих умовах, а також численних довгострокових дослідах, виконаних в Англії (Ротамстед), Данії (Аснов), США (Огайо), Росії (ТСГА), Україні (Полтавська, Харківська, Миронівська дослідні станції) та в інших країнах.

Плодозміна може здійснюватись те тільки під час вирощування зовсім різних груп культур (колосові, просапні, бобові та ін.), а також в межах різних родин однієї групи, а інколи і видів однієї родини. Плодозміна не виключає і наявність чистого пару. На засадах, що випливають з цього закону, ґрунтуються принципи побудови сучасних сівозмін.