Розділ «5. Особливості формування адаптивних систем землеробства»

Одним з найважливішим резервів зростання врожайності і його стабільності є найбільш повна реалізація потенційної продуктивності вирощуваних культур (сортів), ефективне використання ґрунтово-кліматичних, матеріальних та інших ресурсів на основні оптимізації агроекологічного районування сільськогосподарських культур, конструювання продуктивних і стійких агроекосистем. Для вжиття необхідних заходів, що забезпечують формування високопродуктивних рослин, потрібен діагноз біологічного стану посіву. Для цієї мети служить біологічний контроль. Світовий досвід свідчить про необхідність переходу до так званої "біологізації" технологій, що передбачає максимальне узгодження їх з біологічними вимогами культури, до стратегії інтегрованого використання генетичних, природних і технологічних факторів. В інтегрованій системі вирощування сільськогосподарських культур все більше зростає роль сорту, тому що він є надійним і економічно вигідним фактором збільшення врожайності і її стабільності.

Необхідність урахування впливу на продуктивність рослин багато-чисельних факторів, що сильно варіюють у динаміці (біологічних особливостей рослин, ґрунтових, кліматичних, агротехнічних, економічних та інших факторів), обумовлює розвиток системного підходу до керування формуванням врожаю на основні моделювання. Точний розрахунок із застосуванням математичних моделей і обчислювальної техніки забезпечує найбільш ефективне використання ресурсів з урахуванням росту родючості ґрунту і охорони навколишнього природного середовища. Це підвищує об'єктивність, точність рішення завдань оптимізації в порівнянні з традиційними методами прийняття рішень на основні практичного досвіду й інтуїції.

5.1. Оптимізація розміщення сільськогосподарських культур

Особливості формування сівозмін

Основою кожної системи землеробства є сівозміна. Перше наукове тлумачення сівозміни було сформульовано у вигляді теорії плодозміни ще на початку XIX ст. А. Теєр обґрунтував її доцільність, виходячи з своєї теорії гумусного живлення рослин, з якої випливає необхідність чергування культур, що виснажують ґрунт і збагачують його гумусом. Вже всередині цього століття також необхідність вже розглядали 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 зменшення родючості ґрунту підчас вирощування зернових культур з погіршенням його фізичних властивостей, зокрема агрономічно цінної структури, з чого робився висновок, про необхідність запровадження в сівозміну сумішки 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, нагромадження шкідників, ґрунтових патогенів, специфічних для тих або інших рослин.

Загалом 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; запобігання 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 розглянені 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 вологозабезпечення.

Нездоланною перешкодою на шляху поглиблення спеціалізації сівозмін є біологічна ґрунтовтома внаслідок нагромадження в ґрунті колінів. Більшість інших стимулюючих факторів може бути передбачена різними засобами, питання лише в мірі витратності та екологічної безпеки застосовування препаратів і технологій.

До проблемних факторів, що не дозволяють уникнення 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 нагромадження специфічних шкідників, помітно зростає витратність виробництва унаслідок застосування інсектицидів і ще більше — екологічний ризик внаслідок їх токсичності.

На підставі узагальнених даних прийнято вважати можливими таку допустиму концентрацію посівів в сівозмінах: зернові культури — 6080, цукрові буряки — 20-25, кукурудза — 50-60, коноплі — 50, картопля — 30-50, соняшник і льон — 14-16%. Ці межі можуть істотно змінюватись.

Особливо заслуговує на увагу виділення підсівних, післяукісних, пожнивних культур, що подовжують період перебування ґрунту під рослинністю як один з важливих засобів біологізації землеробства. При цьому особливе значення належить капустовим з їх специфічною можливістю очищення ґрунту від інфекції. Використовуючи ріпак, суріпицю, редьку олійну та інші культури, можна значно посилити профілактичну санітарну дію сівозміни. Ущільнюючі посіви досить ефективні також для захисту ґрунту від ерозії.

У вдосконаленні структури посівних площ і сівозмін важливе значення має розміщення багаторічних трав. З розширенням їх посівних площ часто пов'язують вирішення завдання регулювання балансу гумусу ґрунту. Підхід до травосіяння з цих позицій по відношенню до виробничої доцільності і ефективності зовсім некоректний. Якщо в поліських районах доцільно його значне розширення, то в степових воно призвело б до зменшення продуктивності ріллі. У степовій зоні багаторічні трави доцільно розміщувати в основному в ґрунтозахисних сівозмінах на ерозійно небезпечних землях, на ґрунтах з близьким рівнем залягання ґрунтових вод, в сівозмінах на зрошуваних землях.

В усіх ґрунтово-кліматичних зонах необхідні оптимізація строків використання багаторічних трав, збільшення бобового компонента або повна заміна ним злакових сумішок, що помітно підвищує продуктивність і їх значення як попередників у сівозмінах.

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, запобігаючи 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. Унаслідок цього 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.