Секрети врожайності: Як рельєф вашого поля визначає агротехнічні рішення

У сфері землеробства досягнення максимальної продуктивності та отримання стабільних врожаїв неможливе без ухвалення виважених агрономічних рішень. Ключову роль у цьому відіграють точні розрахунки, що враховують усі нюанси земельних ресурсів.

Серед чинників, що безпосередньо впливають на розвиток сільськогосподарських культур, особливу вагу мають геоморфологічні особливості земельних ділянок, а саме – експозиція та кут нахилу поверхні. Саме ці характеристики формують мікроклімат, визначають водний баланс, а також інтенсивність ерозійних процесів. Про це повідомляє ІП “Кур’єр” з посиланням на фахове видання “Фермерство в Україні”.

Експозиція схилу – це спрямованість земної поверхні відносно сторін світу. Вона безпосередньо визначає кількість сонячної енергії, що надходить на певну ділянку.

Кут нахилу (крутизна) схилу вимірюється як ступінь відхилення поверхні від горизонталі, виражається в градусах або відсотках.

Разом ці параметри формують унікальні умови для зростання рослин. Розуміння їх взаємозв’язку з агротехнічними заходами є критично важливим для агрономів та фермерів.

Вплив експозиції схилу на мікроклімат та агротехніку

Експозиція схилу безпосередньо впливає на температурний режим ґрунту та повітря біля поверхні землі. Наукові дослідження демонструють, що температурна різниця між північними та південними схилами в умовах помірних широт може сягати 5-7°С протягом вегетаційного періоду. Це створює кардинально відмінні умови для розвитку культур, що вимагає гнучкості у застосуванні агротехнічних методів.

Теплі схили

Ділянки з південною, південно-східною або південно-західною експозицією отримують значно більше сонячного випромінювання. Зазвичай, в українських реаліях, вони поглинають на 15-25% більше теплової енергії, ніж рівнинні території. Як наслідок – ґрунт прогрівається раніше навесні, сніг сходить швидше, а випаровування вологи відбувається інтенсивніше. Тому для таких територій доцільно застосовувати наступні агротехнічні рішення:

• Запланувати висів ярих культур на 3-5 днів раніше, ніж зазвичай на рівнині.
• Збільшити норму висіву на 10-15%, щоб компенсувати потенційний дефіцит вологи.
• Віддати перевагу посухостійким сортам та культурам.
• Застосовувати вологозберігаючі технології обробітку ґрунту.
• Вжити додаткових заходів для затримання снігу.

Холодні схили

Північні, північно-східні та північно-західні схили отримують менше сонячної енергії. Це призводить до більш прохолодного та вологого мікроклімату. Сніговий покрив тут затримується на 7-10 днів довше, а середньодобові температури ґрунту на глибині 10 см можуть бути на 2-3°С нижчими, ніж на південних аналогах. Для таких ділянок характерні:

• Пізніші строки посіву – на 5-7 днів пізніше, ніж на південних схилах.
• Зменшення норми висіву на 5-10% завдяки кращому забезпеченню вологою.
• Вибір вологолюбних культур.
• Менша потреба у додатковому зрошенні.
• Підвищений ризик розвитку грибкових захворювань, що вимагатиме додаткових фунгіцидних обробок.

Східні та західні схили займають проміжне положення за температурним режимом, проте мають свої особливості. Східні схили швидше прогріваються вранці, дозволяючи рослинам ефективніше використовувати ранкову росу. Західні ж схили отримують максимум тепла у другій половині дня, що може посилювати висушування ґрунту в посушливі періоди.

Вплив крутизни схилу на ерозійні процеси

Зі збільшенням кута нахилу поверхні з 1° до 5° об’єм поверхневого стоку води зростає в 3-5 разів, а втрати верхнього родючого шару ґрунту (гумусу) внаслідок ерозії – у 5-10 разів. Це залежність, яка значно посилюється при перевищенні критичних показників крутизни.

За кутом нахилу схили класифікують наступним чином:

• Субгоризонтальні схили (0-1°): Мінімальна ерозійна загроза. Не вимагають спеціалізованих протиерозійних сівозмін або специфічного обробітку (хоча такі методи можуть застосовуватися для збереження вологи).
• Пологі схили (1-3°): Ерозійні процеси виражені незначно. Дозволяють застосовувати стандартні агротехнічні прийоми з мінімальними протиерозійними заходами.
• Схили середньої крутизни (3-5°): Помірна ерозійна небезпека. Вимагають комплексу протиерозійних заходів, зокрема оптимального вибору методів обробітку ґрунту, напрямків обробітку та посіву, а також водозатримувальних прийомів, спрямованих на збереження ґрунтового покриву.
• Круті схили (5-8°): Висока ерозійна небезпека. Рекомендується виведення таких ділянок із активного сільськогосподарського обороту або їх спеціалізоване використання з контурно-меліоративною організацією території.
• Дуже круті схили (понад 8°): Надзвичайно висока ерозійна небезпека. Такі ділянки обов’язково виводяться з інтенсивного сільськогосподарського використання.

Важливо зазначити: швидкість поверхневого стоку води на схилах різної крутизни суттєво відрізняється. При нахилі 2° вона становить близько 0,3 м/с, при 5° сягає 0,7-0,8 м/с, а на схилах з 10° може перевищувати 1,5 м/с. Така швидкість потоку здатна спричинити змив родючого шару ґрунту об’ємом до 15-20 тонн з гектара за одну інтенсивну зливову подію.

Комплексний вплив експозиції та крутизни схилу

Найбільш складним є врахування одночасного впливу експозиції та кута нахилу. Ці фактори можуть як посилювати, так і взаємно компенсувати свій вплив. Наприклад, на крутому південному схилі одночасно зростає ризик водної ерозії та дефіциту вологи. На противагу цьому, пологий північний схил вважається найсприятливішим з точки зору збереження родючості ґрунту.

При однаковій крутизні схилу (5°) річний змив ґрунту на південній ділянці перевищує показники північного схилу на 30-40%. Це зумовлено більш інтенсивним таненням снігу та меншим захистом ґрунту рослинністю у ранньовесняний період.

Агротехнічні рішення з урахуванням характеристик схилів

Основні напрямки диференціації агротехнічних рішень охоплюють обробіток ґрунту, структуру сівозмін, застосування добрив та засобів захисту рослин.

Обробіток ґрунту

На схилах з кутом нахилу понад 3° рекомендовано застосовувати безвідвальний та плоскорізний обробіток, виконуючи його впоперек схилу або під кутом до попереднього обробітку. Це дозволяє знизити втрати ґрунту на 70-80% порівняно з обробітком вздовж схилу.

На крутих схилах (5-8°) оптимальним варіантом є безвідвальний мульчуючий обробіток у поєднанні з чіткою контурно-меліоративною організацією території. Зменшення ерозії за такої системи може сягати 75-85% порівняно з традиційною оранкою, проте це результат не лише самого обробітку, а комплексної системи ґрунтозахисних заходів.

Глибина обробітку ґрунту також повинна варіюватися залежно від характеристик схилу. На пологих північних схилах допустимий глибший обробіток (25-27 см), тоді як на крутих південних схилах рекомендовано зменшити глибину до 14-16 см для мінімізації ерозійних процесів.

Сівозміни

На схилах з нахилом понад 3° слід суттєво скоротити частку просапних культур. Наприклад, соняшник на таких ділянках може втрачати до 30% потенційного врожаю. Натомість, слід зосередитися на вирощуванні зернових культур та багаторічних трав. На схилах крутістю понад 5° частка багаторічних трав у сівозміні має становити не менше 40-50%, а на особливо ерозійно-небезпечних ділянках (крутість понад 7°) – до 70-80%.

На південних схилах доцільно збільшувати частку озимих культур, які ефективніше використовують осінньо-зимові запаси вологи та забезпечують захист ґрунту навесні. Заміна ярих зернових озимими на крутих південних схилах може скоротити річний змив ґрунту на 30-40%.

Добрива

Для південних схилів експерти радять збільшувати норму внесення фосфорних добрив на 15-20%, що стимулює розвиток кореневої системи та підвищує посухостійкість рослин. На північних схилах, навпаки, зростає ефективність азотних добрив (на 10-15%) завдяки кращому зволоженню.

Засоби захисту рослин

На північних схилах необхідний посилений фунгіцидний захист (на 20-30% більше обробок). На південних схилах слід приділяти особливу увагу контролю бур’янів, які активно конкурують з культурними рослинами за дефіцитну вологу.

Економічна ефективність диференційованого підходу до землеробства на схилах

Польові дослідження, проведені в різних ґрунтово-кліматичних зонах, свідчать, що диференційований підхід до обробітку ґрунту дозволяє підвищити врожайність зернових культур на 12-18%, а економічну ефективність виробництва – на 15-20%.

Таблиця 1. Урожайність озимої пшениці залежно від експозиції схилу та технології обробітку ґрунту (т/га)

Як свідчить таблиця, на південному схилі спостерігається зниження врожайності за всіма варіантами обробітку ґрунту порівняно з рівнинною ділянкою та північним схилом. При цьому саме на південному схилі найбільш ефективним виявляється комбінований обробіток ґрунту з глибоким розпушуванням, що сприяє накопиченню вологи в нижніх шарах ґрунту.

Кут нахилу схилу також має значний вплив на економічні показники сільськогосподарського виробництва.

Таблиця 2. Економічні показники вирощування зернових культур на схилах різної крутизни

Очевидно, що зі зростанням крутизни схилу зростають витрати на протиерозійні заходи, а рентабельність виробництва знижується. Однак своєчасне впровадження комплексу протиерозійних заходів дозволяє значно скоротити втрати врожаю та досягти економічної ефективності виробництва навіть на крутих схилах.

Сучасні технології оцінки та обліку характеристик схилів

Щоб уникнути втрат врожаю та прибутку через помилкові рішення, сільське господарство активно впроваджує цифрові технології. Вони дозволяють мінімізувати помилки при плануванні агротехнічних заходів, встановленні систем зрошення, виборі напрямку та методу обробітку ґрунту, а також при визначенні норм висіву та внесення добрив чи засобів захисту рослин.

На базі цифрових моделей рельєфу автоматично формуються карти експозиції, ухилів, водостоків, рівності полів (за коефіцієнтом бонітету), а також загальні висотні карти по регіонах. Геоекологічні цифрові карти виділяють зони, найбільш схильні до ерозії. Карти зволоженості визначають потенційні зони підтоплень, перезволоження, розвитку хвороб та розмноження шкідників. Своєю чергою, індекс NDVI дає можливість оцінити стан рослинності на всій території поля, включаючи ділянки, що є чутливими з точки зору рельєфу.

Застосування технологій точного землеробства, що враховують показники рельєфу, дозволяє скоротити витрати на добрива на 15-20%, на засоби захисту рослин – на 10-15%, одночасно підвищуючи врожайність на 8-12%.

Хоча щодо впливу експозиції та крутизни схилів на агротехнічні рішення відомо вже чимало, залишаються невирішені питання, які потребують подальших досліджень:

• Розробка сортів сільськогосподарських культур, адаптованих до умов конкретних типів схилів.
• Оптимізація параметрів сільськогосподарської техніки для ефективної та безпечної роботи на схилах різної крутизни.
• Створення інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень для управління агротехнікою на схилових землях, що враховують короткострокові та довгострокові прогнози погоди.

Запитання та відповіді

Як експозиція схилу впливає на мікроклімат?
Теплі (південні) схили отримують більше сонячної енергії, ґрунт прогрівається раніше, сніг тане швидше, а волога інтенсивніше випаровується. Холодні (північні) схили одержують менше сонячної енергії, що зумовлює більш прохолодний та вологий мікроклімат.

На яких схилах вища небезпека ерозії?
Чим більша крутизна схилу, тим вищий ризик ерозії. Схили з нахилом 0-1° не становлять значної ерозійної небезпеки і не потребують спеціальних заходів. Вже на схилах з кутом нахилу понад 1° необхідні певні протиерозійні заходи. На схилах крутістю від 5° ерозійна небезпека вважається високою.

На які агротехнічні заходи впливають параметри схилів?
Експозиція та крутизна схилів можуть впливати на методи обробітку ґрунту, структуру сівозмін, а також способи внесення добрив та застосування засобів захисту рослин (ЗЗР).

Які сучасні технології дозволяють відстежувати характеристики схилів?
Сучасні цифрові технології, що базуються на цифрових моделях рельєфу, автоматично формують карти експозиції, ухилів, водостоків, рівності полів, висот. Геоекологічні карти вказують на зони підвищеної ерозійної небезпеки, а карти зволоженості виявляють зони потенційних проблем. Індекс NDVI дозволяє оцінити стан рослинності на полі.

Як експозиція та крутизна схилу разом впливають на родючість?
Поєднання цих факторів може посилювати певні процеси. Наприклад, на крутому південному схилі найімовірнішою є водна ерозія. Натомість, пологий північний схил вважається найбільш родючим. При однаковій крутизні 5°, річний змив ґрунту на південному схилі на 30-40% перевищує аналогічний показник на північному схилі.

Підготувала Рина ТЕНІНА

Підсумок від Українське життя:

Ця стаття надає надзвичайно цінну інформацію для українських аграріїв, які обробляють землі зі складним рельєфом. Розуміння того, як експозиція та крутизна схилів впливають на мікроклімат, водний баланс та ерозію, дозволяє оптимізувати агротехнічні рішення. Впровадження рекомендацій щодо вибору культур, методів обробітку ґрунту, використання добрив та засобів захисту рослин, а також застосування сучасних цифрових технологій, може суттєво підвищити врожайність та економічну ефективність господарювання на схилових землях, мінімізуючи при цьому шкоду для навколишнього середовища.

Оригінал статті: izmail.es