- •Змістовий модуль 3. Наукові основи збалансованого розвитку агроекосистеми
- •Тема 8. Керування стабільністю агроекосистеми: структурно-енергетичний рівень
- •8.1. Загальні принципи організації збалансованої структури земельних угідь
- •Оптимально-нормативна структура посівних площ на основі ґрунтово-екологічних принципів ведення землеробства
- •8.2. Землеустрій як чинник стабільності агроекосистеми
- •8.3. Контурно-меліоративна організація території землекористувань
- •8.4.Збалансована сівозміна - структурна основа польової агроекосистеми
- •Схеми травосумішей та норми висіву трав для різних зон України, кг/га
- •8.5. Агроекологічне значення проміжних посівів
- •Питання самоконтролю:
- •Тема 9.Адаптивна стратегія систем землеробства
- •9.1. Адаптивна стратегія функціонування стабільних агроекосистем
- •9.2. Сучасні відновлювальні системи землеробства
- •Питання самоконтролю:
- •Тема 10. Збалансована система управління поживним режимом ґрунту та екологічні принципи її проектування
- •10.1. Живлення рослин та система застосування добрив
- •Взаємодія між макро-, мезо- та мікроелементами при споживанні їх рослинами
- •10.2. Прийоми та способи застосування добрив
- •10.3. Фактори проектування системи застосування добрив
- •Біологічні особливості сільськогосподарських культур.
- •Відношення різних рослин до реакції грунту
- •Відношення культур до підвищеного вмісту в грунті Al та Mn
- •2. Грунтово-кліматичні умови.
- •3. Агротехнічні умови.
- •1. Взаємодія добрив із грунтом.
- •10.4. Роль гумусу в регулюванні родючості грунту та стабілізації агроекосистеми
- •10.5. Методи регулювання балансу гумусу
- •Норми насичення ріллі органічними добривами у системах землеробства різного рівня екологізації
- •10.6. Оцінка основних видів органічних добрив як факторів стабілізації балансу гумусу
- •Коефіцієнти гуміфікації деяких органічних матеріалів
- •Величина ефективної органічної речовини, кг/га
- •10.7. Наукові принципи збалансованого застосування мінеральних добрив
- •Оптимальне співвідношення угідь в основних ґрунтово-кліматичних зонах України
- •Надходження в грунт загального та симбіотичного азоту
- •Методи визначення норм мінеральних добрив для одержання 50 ц/га зерна озимої пшениці на Поліссі
- •10.8. Хімічні меліорації грунту: види та значення
- •Вапнування ґрунтів
- •Гіпсування ґрунтів
- •10.9. Екологічна конверсія у сільському господарстві
- •Основні напрямки екологічної конверсії сільськогосподарського виробництва (Писаренко в.Н., Писаренко п.В., Писаренко в.В., 2008 )
- •Питання самоконтролю:
Схеми травосумішей та норми висіву трав для різних зон України, кг/га
(М.С. Кравченко, Ю.А. Злобін, О.М. Царенко, 2002)
Трави |
Лісостеп |
Степ |
Полісся |
||||||||||
центральний |
західний |
східний |
|
для пасовищ |
для сіножатей |
||||||||
Люцерна синьогібридна |
6 |
6 |
8 |
6 |
6 |
— |
5 |
— |
— |
— |
12 |
— |
12 |
Люцерна жовта |
— |
— |
— |
— |
— |
10 |
— |
10 |
— |
— |
— |
— |
— |
Конюшина лучна |
— |
— |
5 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
6 |
4 |
12 |
— |
Конюшина повзуча |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
3 |
— |
— |
— |
Еспарцет піщаний |
35 |
35 |
— |
35 |
35 |
— |
35 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
Буркун білий |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
Стоколос безостий |
10 |
12 |
10 |
(10) |
12 |
12 |
— |
— |
12 |
10 |
8 |
9 |
10 |
Стоколос прямий |
|
|
|
|
|
|
10 |
12 |
|
|
|
|
|
Райграс високий |
5 |
— |
— |
5 |
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Житняк гребінчатий |
|
|
|
|
|
10 |
8 |
8 |
8 |
— |
— |
— |
— |
Костриця лучна |
(8) |
8 |
5 |
6 |
(8) |
— |
— |
— |
— |
8 |
6 |
8 |
7 |
Тимофіївка лучна |
— |
— |
4 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
5 |
— |
— |
— |
Грястиця збірна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
— |
3 |
Пирій безкореневищний |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
14 |
— |
— |
— |
— |
— |
Примітка. У дужках наведено норми посіву трав, які можна замінювати частково або повністю на рівнозначні їм.
4) зменшує кількість збудників хвороб, шкідників, бур'янів та покращує фітосанітарний стан посівів у цілому,
5) зменшує норми застосування мінеральних добрив, пестицидів,
6) зв'язує вільний азот повітря бобовими рослинами,
7) забезпечує ефективне чергування основних та проміжних культур, а кожна культура-попередник позитивно впливає на наступні культури,
8) сприяє отриманню екологічно безпечної продукції,
9) забезпечує екологічний баланс агрофітоценозу та охорону навколишнього середовища,
10) забезпечує наближення балансу гумусу до бездефіцитного рівня за рахунок надходження органічних решток у ґрунт та створення сприятливих умов для їхньої гуміфікації,
11) забезпечує покращення всіх властивостей та режимів грунту,
12) захищає грунт від ерозії,
13) забезпечує біологічне розпушення грунту та покращення структурно-агрегатного складу,
14) забезпечує підтримання стабільної реакції ґрунтового розчину,
15) сприяє відтворенню родючості грунту в цілому.
Сівозміни класифікують на тпи та види за двома основними ознаками.
Типи сівозмін виділяють за видами продукції, яка виробляється (зерно, технічні культури, корми, овочі та ін):
● польові – такі сівозміни, у структурі яких зернові і технічні займають не менше 50% і призначені в основному для виробництва зерна, технічних культур і картоплі;
● кормові – такі сівозміни, у структурі яких кормові культури займамають не менше 70% і призначені в основному для вирощування кормових культур і виробництва грубих та соковитих кормів;
● спеціальні – такі, у яких вирощують культури, які вимагають спеціальних умов і заходів агротехніки (вимагають більш родючих грунтів, понижених елементів рельєфу, наближення виробництва окремих видів продукції до населених пунктів, зрошення та ін).
Польові сівозміни здебільшого впроваджуються у всіх господарствах (займають понад 90% ріллі). У сучасних польових сівозмінах вирощують багато кормових культур, частина сівозмінної площі відводиться під чисті пари (їх площа залежить від кліматичних умов).
Кормові сівозміни розділяють на два підтипи - прифермські і лукопасовищні залежно від складу культур та місця розташування сівозміни стосовно тваринницьких комплексів та ферм.
Серед спеціальних сівозмін за призначенням розрізняють овочеві, коноплярські, сівозміни з тютюном і махоркою, рисові, сівозміни з ефіроолійними та лікарськими рослинами, ґрунтозахисні та ін. Ґрунтозахисні сівозміни залежно від видів культур можуть належати до польових, кормових і спеціальних.
Види виділяють за співвідношенням основних агробіологічних груп культур (зернових, просапних, трав, сидератів), кількість необмежена.
Кожний із розглянутих типів сівозмін може належати до різних видів. У грунтово-кліматичних зонах України поширені такі види сівозмін:
зерно-парові,
зерно-паро- просапні,
3) зерно-просапні,
4) зерно-трав'яні,
5) траво-просапні
6) зерно-траво-просапні, або плодозмінні,
7) травопільні,
8) просапні
9) овочеві,
10) ґрунтозахисні,
11) сидеральні.
Будь-яка сівозміна є структурною основою агроекосистеми. Тому до її створення потрібно підходити з двох боків:
● з одного боку враховувати те, що це екосистема і на неї поширюються усі закони функціонування системи;
● з другого боку – це структурована система, тому потрібно чітко систематизувати її структуру згідно принципів взаємообумовленості та ієрархічного підпорядкування.
Тому побудова сівозмін базується на організаційно-системному підході за наступними екологічними принципами.
Екологічні принципи побудови збалансованих сівозмін.
1. Системний підхід. Необхідно розглядати сівозміну не тільки як обґрунтоване чергування культур, але і як матеріальний об'єкт, який функціонує відповідно до своїх закономірностей. У процесі проектування сівозмін одночасно із розміщенням культур після кращих попередників необхідно визначити оптимальну систему удобрення, способи обробітку грунту, захист рослин від бур'янів, хвороб та шкідників, можливий характер трансформації грунту і шляхи розвитку самої агроекосистеми.
2. Відповідність сівозмін ландшафтним ресурсам. Даний принцип охоплює низку необхідних умов: узгодження природних умов із технологічними особливостями вирощування сільськогосподарських культур. Біологічні вимоги культур сівозміни повинні відповідати ресурсній і ландшафтній ситуації.
3. Плодозміна. Цей принцип забезпечується суворим дотриманням чергування зернових культур, багаторічних трав і просапних, тобто культур з різними біологічними особливостями і технологією вирощування, які відрізняються агрономічними, фізіологічними та іншими властивостями.
4. Гетерогенність посівів. Даний принцип реалізується вирошуванням культур різної тривалості вегетації та типів екоформ, причому різних сортів, неоднакового розміщення їх у часі і просторі, застосування змішаних, проміжних посівів (озимих проміжних, післяукісних, післяжнивних, підсівних). Неоднорідність посівів у просторі та часі підвищує ККД фотосинтезу, забезпечує стабільну продуктивність агрофітоценозів.
5. Речовинно-енергетична замкнутість. Принцип полягає у забезпеченні цілковитого або майже цілковитого повернення до системи біогенних елементів у складі основної і побічної продукції, запобігання дисбалансу елементів живлення у агроекосистемах. Практична реалізація принципу полягає в обмеженому відчуженні із сівозмін господарської продукції, широкому використанні місцевих ресурсів (гною, компостів, соломи, сапропелів, сидератів, малоцінних залишків рослин) для покриття виносу поживних речовин і втрат гумусу з ґрунту. Особливе значення надається запровадженню до схем сівозмін бобових культур
6. Подовження тривалості функціонування. Збільшення тривалості періоду функціонування агрофітоценозу за рахунок його ущільнення вирощуванням культур проміжних посівів. Дотримання даного принципу забезпечує збільшення ККД фотосинтезу, покращання агрофізичних і агрохімічних властивостей грунту, зменшення впливу ерозійних процесів.
7. Оптимізація продуктивності агроекосистеми. Даний принцип не допускає експлуатації культур нижче рівня їхніх біологічних можливостей, що могло б призвести до деградації ґрунтів, забруднення навколишнього середовища Це відбувається внаслідок зближення властивостей агроекосистем з їх природними аналогами, нормування антропогенних навантажень на грунт і фітобіоту, що позитивно позначається на продуктивності сівозмін.
8. Економне використання природних і антропогенних ресурсів. За рахунок нормативних затрат і відновлення природних ресурсів можна забезпечувати оптимальний обсяг виробництва продукції на одиницю затраченого ресурсу. При цьому відсутні перевантаження агроценозу і загроза екологічної небезпеки.
9. Ґрунтозахисне та природоохоронне спрямування. Принцип передбачає застосування таких технологій вирощування, які забезпечували б мінімум втрат гумусу у сівозміні, запобігали забрудненню дренажних вод і сусідніх екосистем рештками добрив, пестицидів, солями важких металів та забезпечували отримання екологічно безпечної продукції.
Під час проектування сівозмін необхідно дотримуватися таких організаційних принципів:
1) чітке врахування спеціалізації господарства: провідні культури визначають характер використання кращого попередника для них і подальшого науково обґрунтованого чергування культур у сівозміні ;
2) рельєф території господарства визначає характер використання його елементів (верхню частину схилів і вододільних плато відводять для вирощування польових культур; нижню частину схилу і заплави – під кормові, овочеві культури, які вимагають більшого забезпечення вологою і поживними речовинами);
3) врахування особливостей кліматичних умов: опадів, температурного режиму, тривалості періоду вегетації, часу настання весняних і перших осінніх приморозків, стану снігового покриву та ін.;
4) розміщення всіх культур сівозміни після кращих попередників, оцінка попередника не тільки у прямій дії, але й у післядії;
5) врахування ступеню розвитку ерозійних процесів на схилах, де слід впроваджувати ґрунтозахисні сівозміни;
6) ретельний підбір покривної культури при вирощуванні багаторічних трав, тобто тої, під яку доцільно їх підсівати;
7) врахування особливостей ґрунтового покриву: генетичного типу грунту, гранулометричного складу, структурно-агрегатного стану, ступеню окультурення ґрунту.
Під час проектування сівозмін користуються таблицею попередників (див. табл. А.1).
На етапі проектування сівозмін у кожній грунтово-кліматичній зоні України потрібно звертати увагу на певні структурні особливості сівозмін.
Степ. У зоні Степу землеробство спеціалізується на виробництві зерна пшениці озимої, кукурудзи, ячменю і кормових культур. Соняшник – основна технічна культура, а у північних і західних районах – ще й цукрові буряки Для стабільно високої продуктивності сівозмін у даній зоні винятково важливе значення належить оптимізації питомої ваги чистих парів.
Лісостеп. У даній зоні землеробство спеціалізується на виробництві зерна, особливо фуражних культур (кукурудзи, ячменю, гороху, цукрових і кормових буряків). Тут вирощують також просо, гречку, картоплю та ін. культури. Велику питому вагу займають кормові культури: багаторічні трави, кукурудза на зелений корм і силос, кормові коренеплоди. У цій зоні, особливо у правобережній частині, є сприятливі умови для вирощування культур у проміжних посівах. У південно-східній посушливій частині Лісостепу необхідно запроваджувати чорний пар на незначних площах.
Полісся. Землеробство у цій зоні спеціалізується на виробництві картоплі, льону, кормів і, частково, зерна. Найвищі врожаї і продуктивність у картопляно-льоно-зернових сівозмінах отримано при насиченні сівозмін зерновими у межах 45-50%, картоплею – 11-20%, льоном-довгунцем – 10-11%, кормовими культурами – 20-33%.
Впровадження сівозмін.
Впровадження сівозмін проводять у два етапи: власне впровадження і освоєння.
Впровадженою вважається сівозміна, проект якої перенесено на територію землекористування господарства.
Освоєною є така сівозміна, у якій дотримуються межі полів, а розміщення культур по полях і попередниках відповідає прийнятій схемі.
На етапі впровадження важливо правильно розподілити культури між сівозмінами і визначити кількість полів. Розмір поля визначають з таким розрахунком, щоб кожна культура займала одне або кілька полів, раціонально використовувалась сільськогосподарська техніка. У міру можливості поля повинні бути правильної форми і приблизно однакового розміру.
Насамперед, встановлюють кількість полів у сівозміні. Потім визначають середній розмір поля. Поділивши загальну площу сівозміни на середній розмір поля, визначають кількість полів у сівозміні. Після аналізу та затвердження проект сівозміни переносять на територію господарства та освоюють.
Освоєння – це поступовий перехід до прийнятого чергування культур, який триває 2-3 роки.
План переходу до прийнятої сівозміни - це таблиця, у якій подано фактичне розміщення культур на період освоєння сівозмін. Перехідний план повинен відповідати таким вимогам: виконання планових завдань виробництва продукції землеробства з одиниці площі в роки освоєння сівозміни, підвищення врожайності всіх культур і валових зборів у роки переходу.
Для того, щоб правильно розмістити культури у сівозміні в роки її освоєння, треба знати історію кожного поля, зокрема: попередники, удобрення, забур'яненість та ін.
З першого року освоєння сівозміни на полі висівають по одній культурі. Якщо ж цього не вдається, то добирають такі культури в одне поле, які були б рівноцінними попередниками для наступних культур. Необхідно намагатися, щоб у найкоротший термін набір культур у кожному полі і порядок чергування відповідали прийнятій схемі.
Після освоєння сівозміни починається перша ротація. Для отримання прийнятого порядку чергування культур у полях сівозміни після її освоєння необхідно скласти ротаційну таблицю – план розміщення культур по полях на ротацію.
Ротація – період, впродовж якого кожна культура сівозміни пройде усі поля у просторі і повернеться на своє місце.
Важливим етапом створення збалансованої сівозміни є її еколого-економічна оцінка. Така оцінка проводиться за прогнозованими даними про очікуваний рівень врожайності сільгоспкультур сівозміни та дохід від реалізації продукції з одного боку і даних про прогнозовані затрати матеріальних та фінансових ресурсів на впровадження, освоєння та реалізацію сівозміни на період однієї ротації з іншого боку.
Під час складання нового проекту землевпорядкування необхідно розробляти кілька варіантів чергування культур у сівозмінах і приймати той, який забезпечує найбільший вихід необхідної продукції високої якості із найменшими затратами праці та коштів.
За економічної оцінки сівозмін потрібно аналізувати різні структури посівних площ з тим, щоб вибрати найбільш ефективне співвідношення у сівозміні. Для господарств зернового напрямку важливо визначити найкраще співвідношення між зерновими культурами з одного боку, і незерновими та парами – з другого. При спеціалізації господарств на вирощуванні технічних культур потрібно встановити кращі пропорції між технічними і кормовими культурами. З урахуванням повного забезпечення тваринництва повноцінними кормами визначають загальну посівну площу кормових культур та їхній склад.
На основі економічної оцінки визначається оптимальний варіант сівозміни, який гарантує найбільший вихід продукції за умов найменших витрат праці і коштів, підвищення родючості грунту, одержання екологічно безпечної продукції та охорону навколишнього середовища.
