Історія розвитку та класифікація сучасних систем землеробства

У XVIII ст. перші російські агрономи-науковці О. Т. Болотов та І. М. Комов спробували дати наукове визначення та обґрунтування системі землеробства. Вони розділяли системи землеробства за способом підвищення родючості ґрунту (заліг, переліг, пар тощо). Головною ж умовою збільшення урожайності вони вважали правильне поєднання хліборобства та скотарства.

У праці «Про системи землеробства» (1866) О. В. Совєтов вперше дав визначення системи землеробства: «Різноманітні форми, в яких виражається той чи інший спосіб землеробства, прийнято називати системами землеробства».

Нині під системою землеробства розуміють комплекс взаємопов'язаних агротехнічних, меліоративних та організаційних заходів, спрямований на ефективне використання землі та інших ресурсів, збереження і підвищення родючості ґрунту, отримання високих і сталих урожаїв сільськогосподарських культур.

Системи землеробства мають багату історію розвитку. Вони виникали та змінювалися залежно від розвитку продуктивних сил суспільства і науково-технічного прогресу. Роль соціально-економічних відносин під час освоєння систем землеробства особливо підкреслював перший доктор сільськогосподарських наук у Росії О. В. Совєтов, а видатний російський учений К. А. Тімірязєв говорив, що культура поля завжди йшла пліч-о-пліч із культурою людини.

Системи землеробства поділялися раніше за ознаками основних заходів, спрямованих на підвищення родючості ґрунту, або ж вони називалися за характером сівозміни, оскільки саме від нього залежали найважливіші організаційні та агротехнічні заходи. Системи землеробства змінювалися з розвитком сільськогосподарського виробництва, кожна відповідала ступеням інтенсивності вирощування сільськогосподарських культур, за якими системи поділяються на чотири групи: примітивні, екстенсивні, перехідні та інтенсивні.

Примітивні системи землеробства характеризуються дуже малою площею землі, що обробляється під сівбу культур (25 % і менше). Відновлення родючості ґрунтів у цих системах покладалося повністю на природні процеси. До них належать підсічно-вогнева, лісопольна, заліжна та перелогова системи землеробства.

Підсічно-вогнева система землеробства виникла в лісовій зоні помірного клімату за первіснообщинного ладу. Під час освоєння землі, зарослої лісом, людина використовувала стихію вогню. Після спалювання лісу або залишків дерев ґрунт збагачувався золою, що містила поживні речовини для рослин, а також нейтралізувалася надмірна кислотність, що сприяло підвищенню його родючості. На таких ґрунтах протягом 2-3 років отримували урожай (зернових, льону). Родючість падала, погіршувалися фізико-хімічні властивості ґрунту, згасали мікробіологічні процеси. Ділянку кидали, спалювали інший масив. Це було варварське землеробство, що знищувало ліси. Згорала при цьому лісова підстилка та органічна речовина ґрунту. Підсічно-вогнева система землеробства зберігалася до кінця XIX ст.

Підсічно-вогнева система землеробства поступово змінилася лісопольною, основу якої становило чергування посівів однорічних рослин із лісом. Підсічно-вогнева та лісопольна системи землеробства існували на території Білорусі. У степових районах, де під ріллю освоювалися землі, зайняті трав'янистою рослинністю з високою природною родючістю, склалися заліжна та перелогова системи землеробства.

При заліжній системі землеробства ділянки цілини розорювалися під зернові культури (пшеницю, ячмінь, просо та ін.) і льон. Вони вирощувалися беззмінно протягом 3—4 років. Повторні посіви на одному й тому ж полі та низька агротехніка призводили до забур'янення, однобічного виснаження ґрунту поживними речовинами та зниження урожайності сільськогосподарських культур. Після того, як урожаї переставали задовольняти потреби людини, розорані ділянки закидали і починали розорювати нові цілинні землі. Така система землеробства була можливою лише за наявності величезної площі незайманих земель і дуже малої кількості населення.

Зі зростанням населення та появою приватної власності на землю резерви цілинних земель з кожним роком зменшувалися, і людина була змушена вдаватися до розорювання раніше оброблюваних ділянок. Це призвело до переходу заліжної системи в перелогову. Вона ґрунтується на свідомій зміні земель, що перебувають під культурою, на угіддя, які тимчасово залишаються під переліг для відновлення втраченої родючості. Як і при заліжній, при перелоговій системі землеробства відновлення родючості ґрунту відбувалося природним шляхом без втручання людини. При цій системі землеробства з'явилися досконаліші мотики та лопати, дерев'яна соха замінилася плугом із залізним лемешем і відвалом. Замість мілкого безполицевого обробітку ґрунту почав з'являтися глибокий і полицевий. Розвиток перелогової системи землеробства відносять до рабовласницького та феодального ладу. В окремих районах України та Середньої Азії вона зберігалася до XIX ст.

Екстенсивні системи землеробства (парова та багатопільно-трав'яна) характеризуються тим, що всі придатні для оранки землі або значну їх площу перетворюють на ріллю, більша частина якої відводиться під пари. Висіваються за цих систем переважно зернові культури; кормові та технічні культури не висівають, або вони займають незначні площі. Родючість ґрунту підтримується природними факторами, спрямованими тією чи іншою мірою людиною (обробіток пару, сівба трав) і меншою мірою — промисловими засобами виробництва (машинами, добривами тощо), а також меліорацією.

Як еволюція систем землеробства захищає ґрунт від виснаження

Еволюція систем землеробства показує, як дефіцит вільних площ змушує оптимізувати сівозміни. Порушення балансу між зерновими, парами та кормовими угіддями в минулому призводило до різкого падіння врожаїв. Розуміння цих закономірностей допомагає сучасному агроному уникнути виснаження ґрунту на своїх полях.

Парова система змінила перелогову, коли в господарствах виник брак вільних земель. Строки відпочинку ріллі скорочувалися поступово — з 15, 10 та 5 років усього до одного року. Цей період однорічного відпочинку (пар) стали активно обробляти: знищували бур'ян, накопичували вологу та мобілізували поживні речовини в ґрунті.

Впровадження чистих парів дозволило розширити посіви під зернові культури. На перших порах урожайність підтримували за рахунок гною, який у надлишку отримували з природних сіножатей. У цей період на полях Білорусі переважали трипільні сівозміни (пар — озимі — ярові), хоча застосовувалися і двопільні схеми.

Потім із ростом населення луки та пасовища почали розорювати під зерновий клин. Це різко скоротило поголів'я худоби, викликало дефіцит органіки та зупинило ріст урожаїв. Примітивний обробіток руйнував структуру ґрунту та провокував сильне забур'янення посівівів. У Росії парова система залишалася панівною до 30-х років XX століття.

У деяких регіонах на основі парової структури сформувалася вигінна (багатопільно-трав'яна) система. Половину площі тут відводили під багаторічні трави на сіно та випас, а решту займали зернові. У чистому вигляді в нашій країні система не поширилася, але вона включала 40 культурних рослин. Надалі в нечорноземній зоні парова система змінилася зернотрав'яною, а в чорноземній — паропросапною.

У 20-х роках XX століття на основі узагальнення досвіду попередників була розроблена травопільна система землеробства. Її базовий принцип полягає в тому, що високу родючість забезпечує тільки дрібногрудкувата та водотривка структура ґрунту. Такий стан створюється виключно під час вирощування суміші багаторічних злакових та бобових трав.

У межах цієї концепції стійкі врожаї пов'язували тільки зі структурним ґрунтом. Вирощування однорічних рослин розглядалося як фактор неминучого погіршення структури та зниження родючості. Підтримання структури визначало всю агротехніку, включаючи обробіток ґрунту та меліорацію. Сучасна практика підтверджує роль трав в окультуренні полів, але вирішення проблеми не обмежується тільки травосіянням.

Травосіяння розглядалося як ключовий спосіб покращення ріллі завдяки таким факторам:

• інтенсивне збагачення ґрунту гумусом;
• відновлення водотривкої структури;
• природна дезінфекція орного шару;
• активне накопичення зв'язаного азоту.

Практика побудови зернотрав'яних та паропросапних сівозмін

Зернотрав'яна (покращена зернова) система будувалася на введенні в обіг багаторічних кормових трав дво- та трирічного користування. Просапні та зернобобові культури тут практично були відсутні або займали мінімальні площі. Родючість підтримували за рахунок трав, парового обробітку та внесення гною. Ця система активно застосовувалася на полях Білорусі.

• Частка зернових культур — від половини до 2/3 ріллі
• Частка чистих парів — 15—20 %
• Частка багаторічних трав — 20—30 %

Прикладом практичної реалізації служила восьмипільна зернотрав'яна сівозміна. Вона відрізнялася від стандартних парозернових схем присутністю льону та багаторічних трав. Чергування культур у ній підпорядковувалося суворій послідовності відновлення родючості.

1. Чорний пар
2. Озимі з підсіванням конюшини з тимофіївкою
3. Конюшина з тимофіївкою 1-го року користування
4. Конюшина з тимофіївкою 2-го року користування
5. Льон
6. Чорний пар
7. Озимі
8. Ярові зернові

Введення просапних полів (цукрового буряку, картоплі, соняшнику, кукурудзи) у парозернові сівозміни призвело до виникнення паропросапної системи. Зернові культури тут займають 50—70 % ріллі, просапні, зернобобові та круп'яні — 15—25 %, чисті пари — 15—25 %. Родючість ґрунту підтримується за рахунок інтенсивного обробітку ґрунту в парових та просапних полях, внесенням добрив, застосуванням заходів із накопичення та збереження вологи. Приклад паропросапної сівозміни: пар чистий; озимі; картопля; ярові зернові.

У наш час паропросапна система землеробства широко застосовується в зернових районах півдня та південного сходу європейської частини Росії. У цих районах вона найбільш ефективна. У сучасних умовах її з повним правом відносять до групи інтенсивних систем землеробства.

Інтенсивні системи землеробства на відміну від примітивних, екстенсивних та перехідних базуються на застосуванні виробничих факторів впливу на родючість ґрунту. У них усі орні землі мають бути використані під сівбу цінних продовольчих, технічних та кормових культур, а природні кормові угіддя мають бути перетворені на культурні високопродуктивні сіножаті та пасовища. Родючість ґрунту при цих системах підвищується за рахунок внесення збільшеної кількості органічних та мінеральних добрив, правильного механічного обробітку ґрунту, впровадження найбільш урожайних сортів культурних рослин, застосування агротехнічних, хімічних та біологічних заходів боротьби з бур'янами, хворобами та шкідниками рослин, а також необхідних меліоративних заходів. Набір культур та їх співвідношення встановлюється залежно від спеціалізації господарства та природно-економічних умов.

До інтенсивних систем землеробства належать: плодозмінна, зернопросапна та просапна.

З них найбільш поширена плодозмінна система. Вона виникла зі зміною феодального ладу на капіталістичний, що створив нові умови в суспільному житті та вимоги до землеробства. Уперше вона з'явилася в Бельгії, Голландії, Франції та Німеччині у XVI—XVII ст., але розвиток отримала в Англії у другій половині XVIII ст. У структуру посівних площ цієї системи входило 50 % зернових, 25 % просапних та 25 % бобових культур. Прикладом плодозмінної сівозміни може слугувати вперше запроваджена в Англії в графстві Норфолк 4-пільна сівозміна з таким чергуванням культур: конюшина червона; озимі; просапні; ярові зернові з підсівом конюшини. Зернові тут чергуються з просапними та бобовими, чистий пар замінений зайнятим. У цій 42 культурних рослин сівозміні повною мірою реалізуються природничо-наукові принципи чергування культур. Плодозмінна система дозволила помітно підвищити урожайність сільськогосподарських культур та покращити використання землі в країнах Західної Європи. Для цієї системи характерно те, що суто зернове господарство поступилося місцем господарству з розвиненим тваринництвом, з вирощуванням просапних та бобових культур.

Відновлення та підвищення родючості ґрунту при цій системі передбачається головним чином за рахунок техніки, добрив, досконалішого обробітку ґрунту та правильного чергування культур у сівозміні. У дореволюційній Росії та Білорусі плодозмінна система землеробства не знайшла широкого застосування в поміщицьких та селянських господарствах через їхню слабкість та технічну відсталість. У наш час у нашій республіці вона успішно використовується в господарствах різного напрямку.

Зернопросапна система можлива в районах, добре забезпечених вологою, та в умовах зрошення. На частку зернових у ній припадає 60—70 %, а решта площі відводиться під просапні та інші незернові культури, тут зернові вирощують у повторних посівах.

Просапною (промислово-заводською) можна назвати систему землеробства, в якій більша частина ріллі використовується під просапні культури. Вона належить до найбільш інтенсивних. Її застосовують у господарствах, що вирощують високопродуктивні кормові та технічні культури (кукурудзу, сою, кормову моркву, цукровий буряк, бавовник, соняшник та ін.), а також у спеціалізованих картопляних господарствах. Тут широко використовуються повторні посіви просапних та вирощують проміжні культури. Чистих парів у ній немає.

Для підвищення родючості ґрунту в просапній системі велике значення має інтенсивний обробіток ґрунту, високі дози органічних та мінеральних добрив, своєчасне знищення бур'янів, осушення надмірно зволожених земель, зрошення у посушливих районах, боротьба з ерозією ґрунту, особливо з водною.

У наш час у Республіці Білорусь переважають такі системи землеробства: зернотрав'яна, зернопросапна, просапна, плодозмінна, сидеральна та ґрунтозахисна зернокормова.

Зернотрав'яна система використовується в господарствах зернотварининицького напряму. Основою її є зернотрав'яна сівозміна з наявністю двох груп культур — зернових та багаторічних трав. При

в Білорусі 43 включенні в такі сівозміни просапних культур ця система може переходити в більш інтенсивну плодозмінну систему землеробства.

Зернопросапна система, як і зернотрав'яна, застосовується в господарствах зернотварининицького напряму. Основу її становлять зернопросапні сівозміни, в яких 60—70 % площі займають зернові та 30—40 % — просапні та інші незернові культури.

Просапна система землеробства частіше зустрічається в приміських овочівницьких і спеціалізованих картопляних господарствах. Це найбільш інтенсивна з усіх систем. У сівозмінах її більша частина ріллі відводиться під просапні культури.

Найбільш поширена плодозмінна система. Вона застосовується в господарствах з різноманітним набором культур (кормові, зернові, картопля, овочеві та ін.). Сівозміни тут без чистого пару. Близько половини площі їх займають зернові, решту — бобові та просапні культури. Це дозволяє здійснювати в них принцип плодозміни. У господарствах, що висівають льон, освоюють плодозмінні системи льнокормового напряму.

Сидеральна система поширена в господарствах, розташованих на піщаних ґрунтах. У сівозмінах її широко використовують сидеральні культури:

• люпин
• серадела
• буркун
• пелюшка та ін.

Ґрунтозахисна зернокормова система зустрічається на осушених торф'яно-болотних ґрунтах. Для охорони та раціонального використання торф'яних ґрунтів на них вводять спеціальні сівозміни, 60—70 % площі яких відводиться під багаторічні трави та 30—40 % — під зернові суцільної сівби. Широко проводяться ґрунтозахисні агротехнічні (обробіток ґрунту, сівба) та інші заходи (агролісомеліорація, зводяться гідротехнічні споруди).

У Республіці Білорусь для більшості регіонів структура посівних площ склалася історично. Науково обґрунтована наступна структура посівів:

Така структура дозволяє мати оптимальну сівозміну або систему сівозмін із правильним чергуванням культур. У даному випадку 8-пільна сівозміна, в якій чотири поля зернових, поле просапних, поле будь-якої технічної культури, два поля конюшини одногодичного користування, або одне поле конюшини і одне — однорічних трав і кукурудзи. Така сівозміна дозволить збільшити валовий збір рослинницької продукції на 15—20 %, сприятиме відтворенню родючості ґрунту, поліпшенню фітосанітарної ситуації посівів та ґрунту, захисту від бур'янів, хвороб і шкідників. 44 культурних рослин

Через Республіку Білорусь проходить межа Євроазіатської темнохвойної та Європейської широколистяної лісорослинних зон. У них виділяють три підзони: північна — ялиново-широколистяних лісів; центральна — ялиново-грабових дібров; південна — широколистяно-соснових лісів. У цих трьох підзонах виділяють ще райони: Західно-Двінський, Ошмянсько-Мінський, Оршансько-Могилевський, Березинсько-Передполіський, Німансько-Передполіський, Бузько-Поліський та Полісько-Придніпровський.

Південна межа поширення темнохвойних лісів приблизно збігається з межею агрокліматичної зони із сумою активних температур більше 2200 °С і менше цього значення відповідно. Північна межа поширення широколистяно-соснових лісів приблизно відповідає лінії, що розділяє території з тривалістю періоду температури повітря вище 10 °С більше 150 днів на рік і менше цього періоду. Природно-економічні зони Білорусі відрізняються завдяки цим

Рис. 3. Геоботанічні зони Білорусі: підзони: А — дубово-темнохвойних лісів; Б — грабово-дубово-темнохвойних лісів; В — широколистяно-соснових лісів; округи: 1 – Західно-Двінський; 2 — Ошмянсько-Мінський; 3 —

Оршансько-Могилевський; 4 — Німансько-Передполіський; 5 —

Березинсько-Передполіський; 6 — Бузько-Поліський; 7 — Полісько-Придніпровський

Рис. 4. Зміна меж агрокліматичних областей Білорусі: а — межі агрокліматичних областей за О. Х. Шклярем (1973 р.); б — межі агрокліматичних областей за В. І. Мельником за період 1989—2005 рр.; агрокліматичні області: I — Північна; II — Центральна; III — Південна; IV — Нова 46 культурних рослин природно-кліматичним параметрам, а також завдяки характеру рельєфу місцевості, ґрунтової структури, типу рослинності, гідроекологічним умовам, кліматичним, транспортним та ін. особливостям. Іноді суттєві особливості виявляються між окремими суб'єктами господарювання або навіть всередині окремого господарства.

Вже давні римляни підбирали види та сорти сільськогосподарських рослин, що відповідають конкретним природним особливостям районів і окремих латифундій, враховуючи ґрунтові відмінності, освітлення схилів сонячним світлом, переважаючі напрямки та силу вітру (що викликає, перш за все, висихання ґрунту), забезпеченість опадами та характер їх стікання і т. д.

Відповідно до базисних спадково обумовлених адаптацій рослин до умов вирощування та з існуючими ґрунтово-кліматичними ресурсами на території Білорусі спостерігаються певні закономірності розподілу та приуроченість культурних видів до певних природних зон і підзон. Територія країни розділена на три сільськогосподарські зони, в межах яких спостерігаються схожі природні умови та створюються свої особливості для сільськогосподарського виробництва, що є основою для районування сортів сільськогосподарських культур.

Глобальне потепління клімату вносить корективи і в традиційні агрокліматичні зони Білорусі, що виражається у появі на півдні республіки четвертої зони, раніше характерної для України. Час перевірить стабільність нового агрокліматичного зонування.

У теорії високих урожаїв важлива роль належить законам землеробства. Закони землеробства — це окремий вираз законів природи, що проявляються у землеробському процесі. Вони розкривають закономірні зв'язки рослини, що розвивається, з умовами зовнішнього середовища.

Закон автотрофності зелених рослин полягає в тому, що зелені рослини, використовуючи сонячну енергію і поглинаючи з повітря діоксид вуглецю, а з ґрунту — поживні речовини та воду, синтезують усі необхідні їм органічні речовини. Цей закон об'єднав дві теорії: фотосинтезу та мінерального живлення рослин.

Закон автотрофності рослин свідчить, що фотосинтез є основним процесом, який фактично створює урожай. Будь-який агротехнічний прийом, що підвищує урожай, зрештою діє на підвищення використання енергії сонячної радіації, тобто на посилення фотосинтезу. Формування врожаю залежить не тільки від площі листя, а й від часу його функціонування.