рослинництво

Наведені результати свідчать, що незважаючи на позитивну дію інтенсивних факторів на кількісну ознаку якості зерна (вміст білка та клейковини), в умовах проведення досліджень не одержано зерна, що відповідало б сильним пшеницям, але виявлена можливість (і вона вже широко реалізується у виробництві) одержувати високі врожаї цінної пшениці в умовах північного Лісостепу і навіть Полісся.

Для повної характеристики технології вирощування зернових культур, крім розглянутих вище показників, не менш важливе, а в окремих випадках і вирішальне значення має біологічний стан ґрунту та санітарно-гігієнічна оцінка факторів ризику для здоров’я людей, при застосуванні мінеральних добрив, пестицидів і ретардантів.

Всебічні дослідження в цьому плані свідчать, що науково обґрунтоване застосування засобів хімізації не створює загрози екологічній безпеці.

Так, вивчення чисельності та біомаси ґрунтової мікрофлори методом прямого мікроскопіювання, що відображає закономірність розвитку всієї сукупності мікроорганізмів у ґрунті, виявило навіть збільшення чисельності й продуктивності мікрофлори при інтенсивній технології вирощування озимої пшениці, що вимагає, порівняно з іншими культурами, високого рівня застосування засобів хімізації. Найбільша чисельність мікроорганізмів та розміри біомаси виявлені при органомінеральній (побічна продукція попередника + післядія гною – Р110К180 + N30ІІ + N60IV + N30VIІ) та мінеральній системах удобрення.

Мікробна маса в умовах досліду була суттєвою частиною в складі органічних сполук: 0,4-1,9% маси ґрунту без захисту та 0,7-1,9% при інтегрованому захисті. В перерахунку на 1 т орного шару ґрунту це становило 10-71 т, а на суху речовину – 2-10 т.

Встановлено, що висока продуктивність мікроорганізмів у ґрунті при таких системах удобрення створюється за рахунок діяльності мікроорганізмів-мінералізаторів органічних сполук, зокрема амоніфікаторів, актиноміцетів та оліготрофів. Внесення мінеральних добрив сприяло більш активному проходженню гуміфікації порівняно з варіантом, де добрива не вносили. Це стверджується на підставі проведення радіовуглецевого методу визначення коефіцієнтів гуміфікації (Кг), величина якого була на 10-31% вищою в орному шарі ґрунту. Спостерігалася також тенденція до збільшення інтенсивності розкладу рослинної маси у варіантах з традиційною системою захисту рослин (протруєння насіння і внесення гербіцидів).

341

Посиленню гуміфікаційних процесів сприяло внесення в сівозміні гною та рослинних решток гороху – попередника озимої пшениці: коефіцієнт гуміфікації на 40-64% перевищував контрольний варіант.

Зпідвищенням дози мінеральних добрив від N120Р90К90 до N180Р110К180 гуміфікація дещо послаблювалась, але підвищувалася мінералізація.

Вусіх варіантах, де вносили добрива під озиму пшеницю, більш високою була протеазна і целюлозна активність. При цьому жодна із систем удобрення не викликала пригнічення ґрунтової мікрофлори, що свідчить про відсутність надпорогового забруднення ґрунту. На ферментативну активність ґрунту в значній мірі впливала система захисту рослин. Так, каталазна його активність у 58% випадків істотно збільшувалася при інтенсивному захисті, в 17% була нижчою, а в 25% випадків однаковою з традиційною системою захисту. Аналогічні результати одержано і по активності протеази (Е.Г. Дегодюк, 1992).

Однією із важливих властивостей мікробної системи ґрунту є ступінь стійкості проти впливу мінеральних добрив. Його кількісним вираженням може бути величина зони гомеостазу – діапазону доз добрив, при яких зберігається незмінність складу та структури ініційованих мікробних угрупувань. Амілолітичне групування мікроорганізмів показало, що внесення на темно-сірому лісовому ґрунті азотних добрив у дозах до 180 кг/га не впливає на структуру і склад ініційованого мікробного угрупування.

Це свідчить, що вирощування зернових культур за інтенсивною технологією не призводило до негативних змін мікробної системи ґрунту. Разом з тим, слід зауважити, що внесення повного мінерального добрива стимулювало розвиток деяких видів грибів пеніцілів, відомих як токсиноутворювачі.

Для гігієнічної оцінки технологій вирощування зернових культур, зокрема для обґрунтування граничних доз внесення азотних добрив, велике значення мають кількісні закономірності утворення нітратів у ґрунті та їх транслокація в рослини. З цього приводу існує ряд думок.

Зодного боку, мінерального азоту в зерні взагалі не може бути, а з другого, навпаки, він становить значну частину. В зв’язку з цим існує гранично допустимий рівень (300 мг/кг NО3) його вмісту. Мабуть, ця розбіжність зумовлена тим, що зараз немає надійних методик їх визначення. Підвищений вміст білка і вуглеводів у зерні може бути хибним результатом аналізу за існуючими методиками в бік їх збільшення.

342

Мінеральний азот, що міститься в зерні, можливо, знаходиться у важкодоступній для метаболізму рослин формі, що нагромаджується в периферійному шарі в процесі його формування. Цілком можливо, що після очистки борошна від висівок вміст нітратів значно зменшується, а це значить, що вони не створюють загрози при використанні зерна, вирощеного на фонах високих доз азотних добрив.

Є підстава вважати, що зерно при внесенні добрив, і особливо в поєднанні з захистом рослин, сформовано з більш високими поживними якостями і, насамперед, з більшим вмістом білка. Про екологічну безпечність продукції, вирощеної за інтенсивною технологією, свідчать і результати визначення залишкового вмісту пестицидів у зерні – інтенсивне застосування пестицидів і ретардантів (3-7-разовий обробіток посівів) не вплинули негативно на гігієнічні показники якості зерна озимої пшениці, жита, тритикале, ячменю і вівса: залишкового вмісту препаратів, що вносилися, або не виявлено зовсім, або вони знаходилися в допустимих межах. Останнє стосується фундазолу, залишки якого, можливо, пов’язані з внесенням його в більш пізні фази розвитку (X етап органогенезу) проти фузаріозу колоса.

Безумовно, наведені приклади не можна розглядати однозначно: екологічна безпека повинна бути гарантована в умовах інтенсивного застосування засобів хімізації. У той же час вони свідчать і про можливість одержання високих урожаїв з хорошою якістю зерна, що найбільше відповідає потребам сьогоднішнього дня.

Таким чином, удосконалення інтенсивних технологій вирощування сільськогосподарських культур і розширення площі їх впровадження, безумовно, залишається магістральним напрямком науково-технічного прогресу галузі рослинництва як на найближчі роки, так і на більш далеку перспективу. При цьому науково-дослідна робота повинна бути спрямована на розробку моделей нового покоління – екологічно чистих, енергетично- і економічно обґрунтованих технологій вирощування стійких проти патогенів високопродуктивних сортів і гібридів.

Питання для самоконтролю

1.Що таке технологія вирощування сільськогосподарських культур?

2.Характеристика технологій із різним рівнем інтенсифікації виробництва.

3.Вкажіть основні елементи інтегрованої технології вирощування зернових культур.

343

4.Вкажіть основні елементи інтенсивної технології вирощування зернових культур.

5.Вкажіть основні елементи екстенсивної технології вирощування зернових культур.

6.Вкажіть переваги і недоліки використання екстенсивних технологій вирощування польових культур.

7.Особливості застосування ресурсозберігаючих технологій вирощування.

8.Що таке ідеатип та ідеамодель посіву?

9.Переваги та недоліки використання ідеатипів.

10.Охарактеризуйте вплив системи догляду за рослинами в інтенсивних технологіях на екосистеми.

344

РОЗДІЛ 8. БІОЛОГІЗАЦІЯ РОСЛИННИЦТВА

8.1. Адаптивна стратегія інтенсифікації стійких агроекосистем

Сучасне сільськогосподарське виробництво орієнтоване на отримання максимальних обсягів товарної продукції в агроекосистемах, продуктивність яких значною мірою залежить, як від освоєння природ- но-ресурсного потенціалу, так і від рівня технічного озброєння: застосування добрив і засобів захисту рослин від бур’янів, шкідників і хвороб, проведення меліоративних робіт, впровадження нових сортів, системи обробітку ґрунту тощо. Проте численні факти негативних наслідків, зумовлених суто технологічним підходом до інтенсифікації сільськогосподарського виробництва, сучасна екологічна ситуація в низці країн почала викликати тривогу, що започаткувало рух за

альтернативне землеробство, синонімом якого є екологічне земле-

робство (близькі до нього або тотожні поняття ”органічне”, ”природне”, ”неортодоксальне” тощо). Воно ґрунтується на суворому дотриманні наукових рекомендацій щодо освоєння природно-ресурсного потенціалу сільськогосподарських угідь і помірнішому використанні чинників інтенсифікації, з метою зменшення техногенного навантаження на агроекосистеми, а також збереження функціональних компонентів динамічної рівноваги, з яких вони складаються.

Адаптивне рослинництво – це новий перспективний етап розвитку рослинництва, в якому використано адаптивний потенціал усіх біологічних компонентів агроекоситеми для забезпечення високого рівня утилізації сонячної енергії та інших відновлювальних ресурсів природного середовища в інтересах людини. Альтернативне (біологічне) землеробство – це концепція, в основу якої покладено повну або часткову відмову від синтетичних добрив, пестицидів, регуляторів росту і кормових добавок. Комплекс екологічних і агротехнічних заходів базується на суворому дотриманні науково обґрунтованої структури сільськогосподарських угідь, сівозмін, насичених бобовими культурами, збереженні рослинних решток, широкому застосуванні гною, компостів і сидератів, проведенні механічного обробітку ґрунту.

Адаптація – це сукупність пристосувань, реакцій живої системи (організму, популяції, виду, біоценозу), спрямованих на підтримання функціональної стабільності при зміні умов зовнішнього середовища, а також сумісного співіснування компонентів в екосистемах певного виду. Адаптивна здатність агроекосистеми визначається саме її пристосованістю до змін умов середовища.

345

Природничою базою і проблемно-орієнтовним напрямом адаптації агроекосистем у ринкових умовах є застосування економічних механізмів, як передумови практичної реалізації концепції адаптивного землеробства (табл. 40).

40. Порівняльні результати економічної діяльності господарств Німеччини, що ведуть екологічне і традиційне землеробство

(за О.Ф. Смаглієм, 2006)

346

Біологічне землеробство базується на: 1) переведенні азоту повітря

врослинний білок, що здійснюється за участю бобових культур, специфічних бактерій ґрунту або ціанофітів, а не шляхом хемосинтезу азотних добрив; 2) розпушенні та оструктуренні ґрунту, що здійснюється коренями рослин, дрібними ґрунтовими тваринами і мікроорганізмами, а не за допомогою знарядь і механізмів при великих затратах енергії; 3) боротьбі з бур’янами, хворобами, шкідниками, що ведеться

восновному біологічним шляхом – правильним чергуванням культур у сівозміні, вибором видів і сортів, відповідно до конкретних умов, активуванням природних ворогів шкідників, а не за рахунок застосування хімічних засобів захисту рослин (біоцидів).

Біологічне землеробство, як і традиційне, вимагає: 1) внесення мінеральних добрив, без яких можливе зниження величини та якості врожаїв; 2) застосування пестицидів для запобігання епіфітотіям або масовому розмноженню комах.

Особливостями біологічного (альтернативного) землеробства є:

1.Підживлювати слід не рослини, а корисні мікроорганізми, які забезпечують переробку рослинних решток і матеріалів на поживні речовини і гумус.

Головну роль у забезпеченні ґрунтової мікрофлори енергетичним матеріалом і в постачанні рослинам поживних речовин виконують органічні добрива, зокрема гній. Використання компостів передбачено усіма різновидами системи біологічного землеробства, деякі з них допускають застосування гною тільки в компостованому вигляді. Найсприятливішою для компостування вважають сировину, яка містить не менш як 50% органічної речовини (у перерахунку на суху масу), подрібнена на часточки 10-30 мм, вологістю 55-80%, з рН 5,5-9,0 і співвідношенням C:N у межах 20-35. У компост рекомендовано вносити різні добавки – додаткові (сирі фосфати, базальтовий пил, рогове борошно тощо) і стимулювальні (культури бактерій і грибів).

Обов’язковим або бажаним є використання сидератів, хоча через економічні чи кліматичні умови це не завжди можливо.

Допускається використання як додаткового джерела мінерального живлення базальтового, доломітового, вапнякового і кісткового борошна, томасшлаку, каліймагнезії, інших матеріалів. Однак, забезпечення рослин елементами живлення без внесення мінеральних добрив, багато спеціалістів вважають проблематичним.

347

2.Сівозміна відіграє провідну роль, тоді як у традиційному землеробстві – допоміжну. Недоцільним є вирощування у сівозміні культур, які особливо вимогливі до забезпечення елементами живлення. Велику увагу приділяють бобовим культурам.

3.Обробіток ґрунту рекомендується проводити переважно без перевертання скиби і на невелику глибину. Заробляння рослинних решток і органічних добрив у верхній шар сприяє утворенню ґрунту, багатого на мікроорганізми і дощові черв’яки. Неглибока оранка (до 1520 см) допускається лише тоді, коли цього не можна уникнути. Одностайної думки щодо цього немає. Вчені висловлюють побоювання, що постійний мілкий, безполицевий обробіток може зумовити диференціацію ґрунту, збіднення його нижньої частини, ущільнення, погіршення фітосанітарного стану.

4.Основною умовою успішної боротьби з бур’янами є дотримання правильної сівозміни і системи обробітку ґрунту в ній. Вживають такі превентивні заходи: затримання сівби, для знищення сходів бур’янів боронуванням; очищення насіння; збільшення норми висіву; вирощування сидеральних культур, які пригнічують бур’яни. Виведення нових сортів, здатних конкурувати з бур’янами.

5.У боротьбі з шкідниками і хворобами перевага надається превентивним заходам: сівозміні, сорту, обробітку ґрунту. Перспективним вважають використання комах, збудників хвороб, нематод.

Важливу роль відіграє увесь комплекс умов для росту і розвитку рослин, що підвищує стійкість посівів до шкідників і хвороб, зокрема застосування змішаних посівів. З інсектицидів рекомендовано мікробні препарати, рослинні інсектициди, ефірні олії, мило тощо. Як фунгіциди застосовують сірку, бордовську рідину, вапно. Доцільно використовувати так звані захисні рослини, які відлякують шкідників.

6.При веденні біологічного землеробства перевагу надають культурам, більш конкурентоздатним щодо бур’янів, менш чутливим до хвороб і шкідників і не дуже вимогливим до забезпечення поживними речовинами. Для умов біологічного землеробства необхідні особливі сорти.

8.2. Основні різновиди біологічного землеробства

Поняття ”біологічне землеробство” включає кілька систем, між якими не завжди можна провести чітку межу: органічне, органобіологічне, біодинамічне, система ANOG, система LISA.

348

Сучасна їжа не гарантує здоров’я, тому замість генетичного потенціалу тривалості життя людини 120…140 років середній вік життя складає 50-60 років. Одним із основних резервів вирішення даної проблеми є органічне землеробство.

Розвиток органічного землеробства починається із 1970 року із минулого століття, із збільшенням до 20-25%.

Органічне землеробство найбільш поширене у США. При його веденні виключається або істотно зменшується застосування мінеральних добрив і пестицидів. Прийоми органічного землеробства забезпечують раціональне використання природних ресурсів, мінімальне зниження (а в окремих випадках і підвищення) врожайності кукурудзи та сої за несприятливих природно-кліматичних умов. Обов’язковим є дотримання сівозмін із чергуванням у них бобових культур з культурами, які характеризуються високою потребою в азоті.

Органічне землеробство – це система виробництва сільськогосподарської продукції, яка забороняє або значно обмежує використання синтетичних комбінованих добрив, пестицидів, регуляторів росту та харчових добавок до кормів під час відгодівлі тварин. Така система базується: на сівозмінах, використанні рослинних решток, гною та компостів, бобових рослин і рослинних добрив органічних відходів виробництва, мінеральної сировини та на механічному обробітку ґрунтів і біологічних засобах боротьби із шкідниками для підвищення родючості й покращання структури ґрунтів, а також повну відмову від ГМО.

Ґрунт обробляють переважно без перевертання скиби (дискування, чизельні і плоскорізні обробітки, щілювання). Боротьбу з бур’янами ведуть як за допомогою культур, розміщених у сівозмінах, так і проміжних культур, ущільнених посівів, покривних культур. Від шкідників рослини захищають ентомофаги: сонечка, трихограма, хижі кліщі (фітосейулюс), а також біопрепарати. Проти колорадського жука застосовують грибний препарат боверін. У боротьбі з комахами широко використовують інсектициди рослинного походження і слабкотоксичні препарати. Особливу увагу приділяють внесенню різних компостів, виготовлення яких має велике гігієнічне значення, оскільки під час компостування інактивується багато збудників хвороб. За високої температури в компостному бурті гинуть бактерії, які спричиняють пошкодження культурних рослин, а насіння багатьох бур’янів втрачає схожість. У готовий компост іноді додають калійні і фосфорні добрива. В ґрунт також вносять місцеві добрива (вапняки, дефекат тощо). Пестициди практично не застосовують (до 1-2 %).

349

Органобіологічне землеробство поширене у Франції та Швейцарії.

Основна його ідея полягає в тому, що мінеральні речовини з ґрунту поглинаються у формі не тільки іонів, а й макромолекул (мікросом) і слугують поживними речовинами для ґрунтових мікроорганізмів, які переробляють важкозасвоювані сполуки на легкодоступні для рослин форми. Тому головне в органобіологічному землеробстві – підвищення родючості ґрунту за рахунок керування живленням рослин, активування ґрунтової мікрофлори, для чого компости вносять поверхнево, а під час обробітку верхніх шарів намагаються зберегти структуру ґрунту. Захист рослин від шкідників і хвороб здійснюється подібно до того, як і в органічному землеробстві. Властивості ґрунту поліпшують, насамперед, вирощуванням трав’яних бобово-злакових сумішей у сівозміні. Зелена маса трав’яної суміші є, крім того, добрим кормом. Якщо

вгосподарстві немає тварин, неодноразово скошувану зелену масу вивозять і компостують. Безпосереднє внесення зеленої маси в ґрунт вважається нераціональним. Як і за органічної системи, не виключають можливість застосування місцевих добрив (вапняки, бентоніти, фосфати, кісткове борошно), які містять в своєму складі мінеральні елементи у важкорозчинній формі.

Біодинамічне землеробство є одним із найбільш розвинених і давніх у Європі (Німеччина, Швеція, Данія) напрямів альтернативного землеробства. Основоположниками теорії цієї системи є німецькі вчені Рудольф Штайнер і Марія Тун та австралійський учений Алекс Подолінський. З початку свого становлення, воно об’єднувало біологічні, екологічні, технічні та соціальні аспекти сільського господарства. В цій системі враховуються не тільки природні, тобто земні, а й космічні фактори. Обробіток ґрунту, сівба, догляд за рослинами здійснюються в сприятливі періоди, настання яких зумовлюється розміщенням Місяця

втому чи іншому зодіакальному сузір’ї.

Воснові біодинамічного землеробства лежить не просто відмова від хімізації виробництва, а прагнення створити таку систему вирощування рослин, яка забезпечила б їх стійкість до всіх несприятливих умов. З 1928 р. прихильники біодинамічного землеробства організували продаж сертифікованих продуктів харчування (продукція відповідних фірм має назву ”Деметр”). Проблему землеробства вони розглядають комплексно, тобто сільське господарство – людина – навколишнє середовище – космос, а також їх взаємовплив.

Теоретичні основи біодинамічної системи зводяться до двох положень: 1) за допомогою біодинамічних методів треба поєднати землеробство з цілісним ритмом Землі. Обробіток ґрунту, сівбу, догляд

350