Вітрова ерозія ґрунту та вирощування цукрових буряків: як вирішити проблему

Для виникнення вітрової ерозії (дефляції) необхідна сукупність чотирьох основних факторів: спеки, посухи, безструктурного грунту і сильного вітру.

Особливості грунтів та обробітку з погляду вітрової ерозії

Головна рушійна сила — вітер, у приземному шарі достатньо швидкості понад 6 м/с, і ґрунт зривається з місця. Видування значної частини орного шару призводить до відчутної втрати врожайності культур. На ґрунтах із тонким родючим шаром це може мати фатальні незворотні наслідки.

Читати по темі: Ми їх втрачаємо, або як врятувати ґрунти від деградації

Найбільш чутливим до дефляції ґрунт стає за низького рівня зволоження і особливо після промерзання. До вітрової ерозії схильні легкі за своїм гранулометричним складом, безструктурні ґрунти – карбонатні легкосуглинисті, супіщані та піщані ґрунти, особливо в зимовий період, а також ранньою весною, коли не вкриті рослинністю.

Карта ґрунтів

Інтерактивна карта ґрунтового покриву України

І, навпаки, злиті важкосуглинисті та глинисті ґрунти, особливо в регіонах із достатнім зволоженням, практично не стикаються з цією проблемою.

Насичені натрієм (солончаки, солонці) сильніше піддаються ерозії, ніж важкі лісові ґрунти та насичені кальцієм чорноземи.

Як відомо, будь-який механічний вплив на ґрунт супроводжується зміною його структури, руйнуванням ґрунтових агрегатів. Отже, традиційна оранка рік у рік погіршує структуру ґрунту, руйнує його великою кількістю механічних обробок. Дефляційна піддатливість ґрунтів обумовлена розпиленістю та безструктурністю орного шару — ґрунтові агрегати перетворюються на пил, який легко зноситься вітром.

Однак останні кілька років проблема дефляції починає активно і масштабно проявляти себе практично у всіх регіонах країни. Середня багаторічна межа прояву вітрової ерозії зсувається на північ в ті регіони, де це явище не було звичним. Пов'язано це з активною хімізацією полів та збільшенням інтенсивності обробітку: ґрунт не встигає відновлюватися, втрачає властивість протистояти цим діям. Крім того, простежуються зміни клімату у цих регіонах.

Аналізуючи дані метеостанцій за останні 2–3 роки, бачимо, що вони відрізняються від багаторічних середніх значень у багатьох центральних областях. Клімат суттєво потеплішав, середня температура повітря квітня значно вища за звичні щорічні середні значення для цієї пори року. Снігового покриву відносно небагато і сходить він рано, ґрунт висихає швидко. Раннє сходження снігового покриву, високі температури та різкий вітер стають рушіями для початку ерозії.

Читати по темі: Анатолій Гонтар: Рослинництво зараз має три головні проблеми: деградацію ґрунтів, кадровий голод та відсутність реального власника землі

Найбільш небезпечним для посівів є саме весняний період (лютий, березень, квітень), коли шар сухого грунту поривами вітру переміщується з поля на поле. І молоді паростки, що тільки-но зійшли, січуться, засипаються, а то й вилітають разом із землею.

Боротьба з вітровою ерозією спрямована на зниження швидкості вітру у приземному шарі та на збільшення опірності ґрунтів дефляції. Рослини сприяють зниженню швидкості вітру, скріплюють частинки ґрунту корінням (особливо багаторічні трави), і озимі, зміцнившись з осені, утримують вологу у верхньому шарі ґрунту та не дають йому зірватися. Таким чином, безпосередню загрозу ерозійне переміщення ґрунту становить для ярих культур. І найбільш постраждалими в цій ситуації, як правило, стають бурякогосподарські господарства.

Регіони ерозійного поясу традиційно не мали у своїй сівозміні великого клину просапних, оскільки подібним культурам потрібна волога. Під цими культурами зайнято не більше 5–10% у структурі посівних площ. А решту становили зернові та культури суцільної сівби. Тут намагалися обробляти озимину, утримуючи таким чином вологу і знижуючи ризик ерозії. Тепер ерозія змістилася в регіони, які традиційно займаються обробітком просапних, і багато господарств до цього не готові.

Традиційні методи боротьби з вітровою ерозією

Головне завдання боротьби з вітровою ерозією — зниження швидкості вітру у підґрунтовому шарі. Її можна вирішити зведенням вітрозахисних смуг, наприклад, висаджуванням лісосмуг або вітрозагороджувальними щитами (також затримують сніг), проте при цьому на великих просторах (вже від 50 га), де вітер може набрати сили, ефект вітрозагороджувальних заходів помітно знижується. Можна також зменшувати площі полів, нарізати їх дрібніше, але це створює додаткові труднощі для роботи техніки.

Читати по темі: Методи боротьби з опустелюванням в Україні. Як не стати Сахарою

Існує також технологія куліс, коли серед посівів однієї культури висівають смугами іншу. Найкраще для цієї мети підходить кукурудза, яку не прибирають узимку, і смуги з високих стебел на полі під буряки сприяють снігозатриманню, збереженню вологи у верхньому шарі, а отже, обтяженню ґрунту. Мінусом кулісних посівів є трудомісткість висіву, що чергується.

Одним з основних способів захисту ґрунту від вітрової ерозії є збереження на поверхні поля пожнивних залишків, оскільки стерня або покривні культури успішно зберігають ґрунти, затримують сніг та сприяють накопиченню вологи.

Рослинні залишки — перший засіб для боротьби з вітровою ерозією, і якщо їх достатньо (хоча б 2 тонни соломи) після розподілу по поверхні, ерозії можна не побоюватися. Не має значення, чи залишилася солома в полі неприбраною чи прикоткована рівним шаром, ефект все одно буде. Ґрунт закритий, волога затримується. Таким чином, основне для зниження дефляції — не чіпати пожнивні залишки, не дискувати грунт і не орати.

Але цукрові буряки — найбільш проблемна у цьому відношенні культура, для того щоб отримати хороший урожай, їй необхідний глибокий основний обробіток ґрунту.

Обробіток грунту під буряки та мінімізація вітрової ерозії

Найважливішим лімітуючим фактором для проростання насіння цукрових буряків є об'ємна вага ґрунту, і щоб культура могла зійти, до моменту вегетації щільність ґрунту має становити 1,1 г/см3. Сіяти в природне необроблене середовище таку культуру безглуздо, її потрібно обов'язково розпушувати. І варіант no-till, що передбачає відсутність обробітку ґрунту в принципі, або обробіток тільки робочими органами, що знаходяться на сівалці, в даному випадку не підійде. Якщо об'ємна вага ґрунту не буде відповідати належному значенню, результатів чекати не варто.

Читати по темі: Біорізноманіття: значення для сільського господарства

Слабка коренева система цукрових буряків на початковому етапі зростання вимагає ретельно обробленого дрібногрудкуватого ґрунту із співвідношенням ґрунтових агрегатів розміром до 1 см не менше 90% та ґрунтових агрегатів розмірів до 2 см — не більше 10%. Для отримання рентабельної врожайності необхідно приділити особливу увагу саме основній та передпосівній підготовці ґрунту, починаючи з моменту збирання попередника, що має забезпечити необхідне ґрунтове середовище для оптимального початкового розвитку рослин.

Перед аграрієм у випадку сівби цукрових буряків для захисту від ерозії існує три шляхи: традиційна відвальна оранка з мінімізацією наслідків впливу на ґрунт, локальне безвідвальне розпушування, яке створить оптимальну об'ємну вагу ґрунту із збереженням пожнивних залишків, та компромісний варіант — робота за технологією  strip-till.

Інфобук Агробізнес України у 2022/23 МР

46 сторінок інфографіки

Відвальний обробіток під цукрові буряки відповідає всім вимогам створення умов для рентабельного проростання цієї культури. Класичний ланцюжок обробітку передбачає закладення пожнивних залишків (дискування), осінню оранку на глибину 30-40 см і культивацію навесні.

І якщо оранки не уникнути, то краще застосовувати в цьому процесі опціональні глибокорозпушувальні п'яти (кріпляться до корпусу плуга ззаду, за польовою дошкою). Така п'ята (спиця глибокорозпушувача) запобігає появі плужної підошви, прорізаючи в нижньому шарі щілину, куди проникатиме волога і перешкоджатиме затвердінню нижнього шару.

Читати по темі: Польова школа фермера: технології збереження ґрунту в зоні ризикованого землеробства

В умовах ерозійної небезпеки реально зменшити ризик видування посівів цукрових буряків за класичної оранки можна в останній ланці — передпосівній підготовці ґрунту. Для цього необхідно структурувати ґрунт спеціальними комбінованими культиваторами з вирівнювальними планками.

Це так звані компактори — культиватори зі стрілчастими лапами і брусами, що вирівнюють, обладнані кришучими і кросскільними котками.

Своїми стрільчастими лапами компактори розгрібають землю на глибину посівного ложа, розпушують ґрунт, кришать грудки, забезпечуючи суцільну обробку посівного ложа та створення рівномірно глибокого горизонту посіву. Але головна особливість таких агрегатів — фінішний кросскільний (кільчато-шпоровий) коток, що сепарує землю по фракціях.

Вони підкидають вгору грудки якомога більше, залишаючи подрібнену пилову фракцію знизу. Дрібноструктурний грунт, таким чином, залишається поряд з насінням, забезпечуючи щільніше обволікання його та сприятливий контакт для проростання, а великі грудки залишаються на поверхні. Наявність великих грубоструктурних грудок на поверхні поля після передпосівної обробки стає перешкодою для видування ґрунту. І ризик видування мінімізований, наскільки це можливо при оранці. Подібні машини для передпосівної обробки в свою лінійку включають багато виробників обладнання.

Але такий коток допомагає зберегти великоструктурний ґрунт протягом півтора-двох тижнів, а далі верхній шар поступово висихає і руйнується, втрачає форму і знову стає дрібноструктурним. А саме через два тижні з'являються перші сходи, які опиняються в небезпеці видування.

Рішенням може бути заміна зяблевої оранки на глибокорозпушування із залишенням на поверхні пожнивних залишків, оскільки при цьому створюються найкращі умови для вбирання води ґрунтом.

Однак за такої технології зростають вимоги до комбайна, що прибирає культуру-попередник. Правильне подрібнення та розподіл пожнивних залишків стає на чільне місце подальшої технології обробітку.

Читати по темі: Перехід до безвідвального обробітку ґрунту: особливості та переваги

Соломорозкидач повинен розподіляти солому по всій ширині захвату жниварки. У разі нерівномірного розкидання на полі залишатимуться непокриті ділянки стерні, що призведе до підвищеного випаровування вологи після зими та нерівномірного її розподілу, а це у свою чергу знизить швидкість розкладання пожнивних залишків. При роботі з широкозахватними жниварками звичайного розкидача соломи може не вистачити. Тому сільгоспвиробники, що залишають пожнивні залишки (без обробітку грунту) і працюють з широкозахватними адаптерами, повинні подбати про те, щоб на комбайн був встановлений активний соломорозкидач, що дозволяє рівномірніше розподіляти пожнивні залишки на ширину захвату жниварки, особливо при великому співвідношенні соломи до зерна.

Головні агроновини України та світу

Головні агроновини України та світу

Якщо врожайність попередника перевищує 4–5 т/га, у комбайні накопичується солідна половиста маса, яку також необхідно розподіляти. Для цього потрібен окремий активний половорозкидач або пристрій, що передає полову в соломорозкидувач, де вона подрібнюється і розподіляється потім разом з соломою на максимально можливу ширину захвату.

За сильного бокового вітру солома зноситься, лягає не там, де потрібно. Маючи дефлектори соломоподрібнювача, механізатор може регулювати інтенсивність викидання проти вітрового потоку. Налаштовувати їх можна механічно чи гідравлічно прямо із кабіни.Такі додаткові налаштування, звісно, здорожчують конструкцію комбайна.

Особливу варто звернути на подрібнення соломи: чим дрібніше вона порізана, тим легше буде загорнута в ґрунт (у разі традиційної технології) і швидше перетвориться на органічне добриво, яке не заважає висіву. Відповідно, солому необхідно подрібнити до 3-4 см (для порівняння: старий радянський стандарт передбачав 10 см), ножі повинні змінюватися не менше одного разу на сезон або заточуватись з тією ж періодичністю, особливо на полях під цукрові буряки.

Також рекомендується для рівномірнішого розподілу пожнивних залишків перед сівбою «пробігтися» по діагоналі поля «канадськими» пружинними боронами з прутком діаметром 16 мм.

Уникнути водної та вітрової ерозії можна шляхом використання безвідвального обробітку ґрунту інтенсивним стерневим культиватором на глибину до 32 см.

Знаряддям обробітку при мінімальній технології вирощування буряків виступають безвідвальні плуги типу «Пара-Плау» або глибокорозпушувачі з глибиною обробки до 40 см (лугорізи). Їхнє завдання — глибоке розпушування ущільненого шару грунту, що не промочується, який протягом попереднього сезону неминуче (оранка, перевезення, жнива) ущільнюється.

Глибоке розпушування на глибину 30 см долотоподібними робочими органами розущільнює плужну підошву без обороту пласта та без пошкодження стерні, що покращує водно-повітряний режим кореневого шару ґрунту та при цьому захищає навесні від вітрової ерозії ґрунту та сприяє накопиченню вологи. Різноманітність їх робочих органів залежить від гранулометричного складу ґрунтів: це можуть бути знаряддя зі стійками типу «Пара-Плау» (наприклад, Quivogne SSD), сошниками у вигляді стрілчастих лап (наприклад, глибокорозпушувачі типу Terraland Bednar, Hatzenbichler DeltaNew) або комбіновані глибокорозпушувачі — Case IH Ecolo-Tiger, Amazone Centaur, Horsch Tiger та ін.

Читати по темі: У обробітку ґрунту потрібно обирати ту технологію, якою ви володієте найкраще

На особливу увагу заслуговують глибокорозпушувачі з внутрішньоґрунтовим внесенням гранульованих або рідких добрив, що дозволяють закласти добрива в осінній період.

Позитивний практичний досвід використання таких агрегатів показує, що врожай цукрових буряків при глибокому внесенні добрив вищий, ніж при внесенні до поверхневого шару.  Такі комплекси можуть бути гарною альтернативою плугу з погляду розподілу добрив. Щоб мінімізувати глибину обробітку у весняний період, після основного осіннього безвідвального обробітку поверхню ґрунту необхідно вирівняти.

Для цього можна використовувати легкі культиватори з S-подібними стійками, наприклад, Case IH Tiger Mate, Swifter Bednar, Horsch Cruiser та ін.

Однак на цьому етапі починаються «білі плями» у вирощуванні буряків за безвідвальними технологіями, оскільки у багатьох передпосівних культиваторів виникають складнощі з рослинними рештками навесні.

Вирівнювання компакторами перед сівбою буває складно провести через більш вологий ґрунт, повільне нагрівання та наявність рослинних залишків, які забивають робочі органи. Тому найчастіше ті, хто йде «безвідвалкою» на цукрові буряки, сіють пізніше, чекають, поки поле висохне, хоча для цієї культури актуальна рання сівба.

Ще одним негативним фактором є нестабільна поведінка бурякових просапних сівалок при роботі з пожнивними залишками: такі машини дуже чутливі до якості ґрунту, і отримати ідеальне розміщення рослин та дружні сходи при роботі з залишенням рослинних решток у верхньому шарі ґрунту буває вкрай складно.

У цукрових буряків досить жорсткі вимоги до сівалки: мінімальна висота падіння та обов'язкове формування посівного ложа. У сукупності з необхідністю розсувати пожнивні залишки досягти всіх цілей відразу непросто. Анкерні сівалки мають можливість формувати посівне ложе і забезпечувати мінімальну висоту падіння, але на відміну від дискових погано справляються з рослинними рештками. Дискові машини мають занадто велику висоту падіння і погано формують насіннєве ложе.

Найбільш прийнятним для висіву цукрових буряків у стерню за безвідвальною технологією варіантом буде гібридна сівалка, що поєднує в собі анкерні та дискові сошники.

Такі опції, як наявність бороздоочисників від рослинних решток, також мають ряд переваг.  Наприклад, у Horsch Maestro це два голчасті диски, розташовані під кутом один до одного, які зрушують рослинні залишки з борозни посіву в міжряддя.

Strip-till для цукрових буряків: особливості, плюси та мінуси

Деякі фахівці впевнені, що до цукрових буряків не можна застосувати технологію прямого посіву по стерні, культура не терпить неякісно обробленого та підготовленого ґрунту. Сіяти її за безвідвальної технології можливо, але на розрахункову врожайність для цього регіону не варто розраховувати.

Над цією проблемою працювало свого часу багато дослідників, але економічного ефекту ніхто не отримав. Спроби сіяти буряк у стерню ведуться досі, але середньорічна врожайність з «безвідвалки» завжди нижча, а втрати прибутку більші, ніж економія на основному обробітку та витрати на пересівання. Таким чином, середньорічна рентабельність обробітку цукрових буряків по стерні поки що залишається під великим питанням.

Компромісним варіантом вирощування цукрових буряків у схильних до дефляції районах називають технологію strip-till, розроблену саме для посушливих регіонів. Ця технологія прийшла до нас із Канади, і на американському континенті її застосовують для висіву соняшника та кукурудзи, у Європі ж її вдосконалили — для висіву цукрових буряків та ріпаку.

Суть її за збереження пожнивних залишків у міжряддях обробляти грунт смугоподібно. При технології strip-till, як і при прямому посіві та no-till, пожнивні рештки знаходяться на поверхні ґрунту, вкриваючи його та захищаючи від випаровування вологи, а висівання проводиться в мульчу рядка. Обробляється смужка грунту шириною близько 20 см культиватором, потім точно по ньому, координуючи дії за допомогою GPS-навігації, проводять сівбу.

Перевага необроблених смуг для ерозивних зон насамперед у тому, що стерня, що залишилася в міжряддях, утримує вологу і не дає вітровій ерозії переміщати землю з міжряддя та засипати рослини в рядку.

Оброблений рядок вільний від пожнивних залишків, і ґрунт прогрівається та просихає швидше. Це дає можливість раніше розпочати сівбу. Крім того, добрива вносяться адресно, на глибину коріння та в зону живлення самої рослини, що дозволяє скоротити кількість добрив до 20–30%. Основну дозу добрив можна вносити при смуговій обробці спеціальним культиватором на глибину 10–20 см, «стартову» — при сівбі.

Читати по темі: Фактори вибору обробітку ґрунту

Для роботи з цукровим буряком за технологією striр-till використовуються спеціалізовані стрічкові культиватори. Проте наразі вибір техніки для її реалізації не вражає різноманітністю.

Застосування технології strip-till дозволяє аграріям у кілька разів скоротити витрати на внесення мінеральних добрив та ПММ, оскільки культиватором обробляється лише вузька смуга сівби, яка швидше прогрівається та просихає, що дає господарствам можливість раніше проводити посівні роботи. Мінусами strip-till при цьому називають велику засміченість у рядку, обов'язкове освоєння дорогої технології з RTK-базовими станціями, прив'язку до точних координат обробки восени та весняної сівби.

Якщо з осені грунт оброблений смугами, то навесні сівба повинна проводитися точно в цю ж смугу, а значить, необхідний дуже точний сигнал GPS або ГЛОНАСС (відхилення не більше 2 см). Це вимагає встановлення додаткової RTK-станції. І трактор, і сівалка мають працювати із прив'язкою до координат. Але найбільша складність — навчання операторів для роботи за цією технологією з дотриманням точно того ж маршруту.

Як і за мінімального обробітку, за технології strip-till критичний ретельний рівномірний розподіл пожнивних залишків на ширину жниварки комбайна, застосування гербіцидів після збирання та восени, проведення розпушування ґрунту під просапні культури з внесенням добрив.

Читати по темі: Якість ґрунтів України та їх придатність для сільгоспвиробництва — результати агрохімічного обстеження

Мінімізувати та розподілити кількість соломи, що залишилася після попередника, забезпечити вирівняність та певну структуру ґрунтового середовища у разі strip-till важко, оскільки будь-які операції з підготовки ґрунту до посіву необхідно виконувати спеціальними знаряддями та лише за допомогою технологій точного землеробства. Застосування ґрунтових гербіцидів ускладнюватиметься через наявність пожнивних решток, а проведення міжрядних обробок ускладнюється в декілька разів.

YouTube-кaнaл SuperAgronom

Підписуйтесь нa YouTube-кaнaл СуперAгроном

Олена Басанець, SuperAgronom.com