Еволюція технологій та наукові основи обробітку ґрунту в землеробстві

У процесі зміни суспільно-економічних формацій, розвитку природничих наук, технічного переозброєння землеробства обробіток ґрунту зазнав значних змін.

На зорі землеробства, коли людина переходила від простого збирання плодів і полювання до осілого способу життя і постійного вирощування рослин, вона пізнала, що останні краще ростуть на попередньо оброблюваному ґрунті. Первісна людина, розпушуючи ґрунт, прагнула лише однієї зрозумілої їй мети — загорнути насіння. Вона не знала, що відбувається з оброблюваним ґрунтом і з рослинами, які вона вирощує, але потреба в розпушуванні ґрунту викликалася необхідністю, підтвердженою досвідом і спостереженнями. Але з часом вона зрозуміла, що, обробляючи землю, можна знищувати непотрібні рослини, закладати їхнє насіння, дернину, пожнивні рештки, вирівнювати поверхню поля і цим збільшувати збір плодів. І людина почала свідомо обробляти ґрунт. Для кращого розпушування і більшої продуктивності праці вона постійно вдосконалювала знаряддя обробітку ґрунту.

Спочатку землероб освоювані землі розробляв вручну. Це був період мотичного обробітку ґрунту. Примітивні знаряддя обробітку забезпечували дрібне розпушування верхнього шару ґрунту без його обертання і часткове підрізання бур'янів. Використання у землеробстві тварин сприяло вдосконаленню ґрунтообробних знарядь. Первісна мотична система обробітку поступово змі-

Наукові основи

і завдання обробітку ґрунту 89 нилася сошною. Однак знаряддя залишалися примітивними, впливали в основному тільки на верхній шар ґрунту. Бур'яни продовжували залишатися серйозною перешкодою в отриманні врожаїв, що задовольняють потреби землероба.

Величезний прогрес у галузі обробітку ґрунту викликаний появою металевого плуга у другій половині XVIII ст. в Англії, Бельгії, Голландії, США і дещо пізніше в Німеччині. Створення Р. Саксом (1863) плуга з передком і передплужником та застосування кінно-волової тяги вже в XIX ст. дозволило багатьом землеробам пізнати перевагу глибокого обробітку ґрунту. У наступні роки її прийоми вдосконалювалися головним чином у результаті зміни форми відвала плуга, а також створення знарядь, що доповнюють плужну оранку.

Система обробітку ґрунту майже до кінця XIX ст. розвивалася емпірично. Розвиток теорії обробітку ґрунту до першої половини XX ст. був в основному спрямований на обґрунтування культурної оранки плугами з передплужниками і для створення потужного родючого орного шару. У рекомендаціях вчених О. В. Совєтова, В. В. Докучаєва, В. Р. Вільямса та інших давалися настанови на максимально глибоке розпушування ґрунту з обов'язковим обертанням пласта. Необхідність щорічного відвального обробітку В. Р. Вільямсом пояснювалася доцільністю закладення пожнивних решток культур, що вирощуються, на дно борозни в анаеробних умовах (це вело до неминучого перетворення їх на гумус), а також необхідністю відновлення структури верхньої частини ґрунту. Це положення довгий час залишалося непохитним, але, як показала практика, висновки виявилися помилковими.

Однак і надмірно інтенсивний обробіток ґрунту призводить до розкладання гумусу, втрати поживних речовин, руйнування структури ґрунту, посилення ерозійних процесів, переущільнення ґрунту, збільшення енерговитрат.

Рис. 12. Залізний плуг на кінній тязі:

1 — леміш; 2 — відвал; 3 — ніж для прорізання дернини; 4 — рама;

5 — ручки орача для керування плугом

У наш час в умовах інтенсифікації землеробства в комплексі заходів із вирощування врожаю обробітку ґрунту відводиться провідна роль, оскільки цей агротехнічний прийом є універсальним засобом впливу на багато фізичних, хімічних і біологічних властивостей ґрунту. Тільки шляхом механічного впливу на ґрунт робочими органами машин і знарядь можна створити оптимальні умови для росту кореневої системи культурних рослин, досягти високої ефективності добрив, засобів захисту рослин.

Неякісний обробіток ґрунту може звести нанівець усі витрати на застосування високоврожайних сортів, добрив, гербіцидів та інших агротехнічних прийомів вирощування сільськогосподарських культур.

Обробіток ґрунту — одна з основних ланок системи сучасного землеробства. На неї припадає в поліводстві 35 % енергетичних і 25 % трудових витрат. Тому постійно відшукуються шляхи їх скорочення, енергоємні прийоми замінюються менш енергоємними. Але не тільки економічні причини змушують розробляти і впроваджувати енергоощадні прийоми обробітку ґрунту. Не менш важливо зберегти ґрунт від переущільнення в результаті численних проходів по полю важкої техніки і транспортних засобів, знизити негативний вплив на агрономічні властивості ґрунту інтенсивних обробітків, захистити від ерозії, зберегти і підвищити родючість ґрунту. Отже, обробіток ґрунту повинен мати ґрунтозахисну спрямованість.

Велика роль правильного обробітку ґрунту у запобіганні водній та вітровій ерозії. Досить істотно впливає обробіток на температурний режим ґрунту. Обробіток ґрунту докорінно покращує ґрунтові умови життя сільськогосподарських культур. Тому його вважають одним із факторів підвищення родючості та окультуреності ґрунту.

Механічний обробіток ґрунту змінює будову орного шару, в результаті чого забезпечуються найбільш сприятливі умови для перебігу біологічних, фізико-хімічних, фізичних процесів у ґрунті.

За допомогою механічного обробітку в ґрунт заробляються рослинні рештки, органічні та мінеральні добрива, заорюються сидерати, створюються умови для якісного загортання насіннєвого матеріалу сільськогосподарських культур на оптимальну глибину.

Обробіток ґрунту — важливий засіб у боротьбі з бур'янами. Як відомо, в орному шарі ґрунту знаходиться величезна кількість насіння та органів вегетативного розмноження бур'янів, здатних утворити нові рослини. Усі вони мають бути знищені різними видами обробітку ґрунту. Найбільший ефект забезпечують відповідні Система обробітку ґрунту">системи обробітку ґрунту, що являють собою ряд взаємозумовлених прийомів, які виконуються у певній послідовності.

Істотною є роль обробітку ґрунту у боротьбі з хворобами, шкідниками посівів та дезінфекції ґрунту. Глибока зяблева оранка з попереднім лущенням та напівпаровий обробіток забезпечують пригнічення багатьох прихованостеблових шкідників, ряду захворювань, що передаються через ґрунт.

Наукові основи

і завдання обробітку ґрунту 91 ритальним лущенням і напівпаровий обробіток забезпечують пригнічення багатьох прихованостеблових шкідників, ряду захворювань, що передаються через ґрунт.

Вплив агротехнічних заходів на ґрунтові процеси

Перехід на інтенсивні технології вирощування сільськогосподарських культур вимагав великого внесення мінеральних добрив, застосування пестицидів. Крім того, у ґрунт можуть потрапляти промислові та побутові стоки, відходи великих тваринницьких ферм. Більшість із них належить до сполук штучного синтезу. Накопичуючись у ґрунті, вони негативно впливають на його родючість. Обробіток ґрунту сприяє активізації діяльності сапротрофних мікроорганізмів щодо руйнування цих сполук.

Механічний обробіток ґрунту — це не лише створення найбільш сприятливих умов для розвитку рослин, а й могутній засіб активного впливу на багато корінних властивостей ґрунту. Насамперед це стосується дерново-підзолистих ґрунтів, у яких гумусований горизонт малий, а під ним залягає малородючий підзолистий. Тільки обробітком, і насамперед оранкою з приорюванням та підпахотним розпушуванням підзолистого шару у поєднанні із застосуванням добрив, вапнякових матеріалів, вдається залучити ці шари в культуру, зробити потужнішим акумулятивний горизонт. У результаті поступового поглиблення можна на тривалий час створити глибокий високородючий, чистий від бур'янів орний шар.

Таким чином, основними завданнями механічного обробітку ґрунту є:

• збереження та підвищення родючості ґрунтів з метою отримання високих і сталих урожаїв сільськогосподарських культур;
• зміна будови та агрегатного складу оброблюваного шару ґрунту для створення сприятливих для рослин водного, повітряного, теплового та поживного режимів, забезпечення активізації мікробіологічних процесів, потужнішого розвитку кореневих систем культурних рослин;
• посилення кругообігу поживних речовин шляхом залучення їх із глибших горизонтів ґрунту;
• очищення ґрунту від бур'янів, їхнього насіння та вегетативних органів розмноження, а також збудників хвороб і шкідників сільськогосподарських культур;
• заробляння в ґрунт рослинних решток і добрив;
• попередження ерозійних процесів та пов'язаних із ними втрат вологи та поживних речовин;
• позбавлення життєздатності багаторічної рослинності при обробітку полів з-під багаторічних трав, цілинних та перелогових земель;
• зміна форми поверхні ґрунту з метою регулювання водного та теплового режимів; створення оптимальних умов для загортання насіння на оптимальну глибину, догляду за посівами та збирання врожаю.

Отже, обробіток ґрунту вирішує комплекс механічних (фізичних), хімічних та біологічних завдань. Його потрібно диференціювати залежно від біологічних особливостей даної культури та наступної культури сівозміни, цілей обробітку: заробляння гною, мінеральних та вапнякових добрив, сидератів, боротьби з бур'янами, протидію ерозійним процесам, гранулометричного складу тощо.

Способи, прийоми та системи обробітку ґрунту

Завдання, що виникають при обробітку ґрунту з метою створення оптимальних умов для життя рослин, вирішуються різними способами, прийомами та системами.

Спосіб механічного обробітку ґрунту — це характер і ступінь впливу робочими механізмами ґрунтообробних знарядь та машин на зміну профілю (складення), природну різнорідність оброблюваного шару ґрунту у вертикальному напрямку. Розрізняють відвальний, безполицевий, роторний та комбінований способи.

Відвальний спосіб обробітку ґрунту та його призначення

Полицевий спосіб — це вплив робочими механізмами ґрунтообробних знарядь і машин на ґрунт із повним або частковим обертанням оброблюваного шару для зміни місцеположення різнорідних шарів або генетичних горизонтів ґрунту у вертикальному напрямку в поєднанні з посиленим розпушуванням і перемішуванням ґрунту, підрізанням та закладенням надземних органів рослин і добрив у ґрунт.

Усі види обробітку цілинних земель, перелогів, пласта багаторічних трав, луків тощо проводяться плугами різних типів із полицями.

Класифікація та застосування різних форм полиць

Якість плужного обробітку ґрунту значною мірою залежить від форми полиці. Плуги за формою полиці поділяються на:

• гвинтові;
• циліндричні;
• напівгвинтові;
• культурні.

Форма полиці впливає на обертання та кришення орного шару.

При оранці плугом із гвинтовою формою полиці пласт добре обертається, але погано розпушується. Плуги з гвинтовою формою полиці й обов'язково з дисковими ножами застосовуються для обробітку зв'язних сильнозадернілих ґрунтів (цілина, переліг, луг, пасовище).

Поверхня циліндричної полиці становить у вертикальному розрізі частину кола. При оранці плугом із циліндричною полицею пласт одразу різко і круто піднімається та відкидається убік борозни. Досягається добре кришення, але погане обертання. Циліндрична полиця розрахована на оранку пухких ґрунтів. На зв'язних і задернілих ґрунтах вона не придатна, оскільки дає глибисту ріллю.