Мульчування грунту: навіщо, як і чим?

410
Мульчування грунту

Мульчування ґрунту – один із агротехнічних прийомів, що передбачає покриття поверхні ґрунту подрібненим шаром рослинних решток. У перекладі з англійської mulch означає «поверхневе спушення, укриття ґрунту», а mull – «м’який лісовий гумус». Отже, під мульчуючим обробітком слід розуміти поєднання прийомів механічної обробки ґрунту з покриттям його різними мульчуючими матеріалами.

ЦІННІСТЬ АГРОПРИЙОМУ 

У природі непокритий стан ґрунту є аномальним, адже в будь­яких природних зонах (ліс, поле, луг, степ тощо) ґрунт заростає характерною для цієї зони рослинністю, яка, відмираючи восени, утворює рослинний покрив. Тому, мульчуючи ґрунт на полі, його лише повертають до природного стану.

Мульчуючий покрив захищає ґрунт від перегріву і проникнення сонячної радіації, регулює його теплові властивості. Темна мульча, нанесена на поверхню ґрунту, притягує сонячне проміння і швидко поглинає тепло, що сприяє кращому прогріванню ґрунту, швидкому таненню снігу навесні. I навпаки, світла мульча збільшує здатність поверхні ґрунту відображати сонячні промені, що перешкоджає його перегріву, й таким чином захищає коріння рослин від дії небажаних високих температур.

Мульча в оптимальній кількості підвищує температуру ґрунту в зимовий час і знижує у літній, знімаючи піки температур та створюючи при цьому оптимальні умови для діяльності ґрунтового біологічного комплексу. Вона також затримує випаровування вологи із ґрунту, сприяє рівномірному розподілу води як у поверхневих, так і в нижніх горизонтах, що підвищує вологість шару, в якому знаходяться корені, в середньому на 3–6%. В умовах засухи непродуктивні втрати вологи зменшуються в 1,7 рази, а при достатньому зволоженні – у 3 рази. Суттєвий позитивний вплив мульчування на водний режим ґрунту встановлено до глибини 50 см. В умовах засухи і високої температури впродовж тривалого періоду мульчування підвищує вміст продуктивної вологи в півметровому шарі ґрунту на 11–13 мм.

Мульчування сприяє поліпшенню структури ґрунту. Механізм цього процесу заснований на явищі гуміфікації органічних матеріалів, що використовуються для мульчування. Після покриття ґрунту мульчуючим матеріалом починається його пошарове розкладання. При цьому верхній шар розкладається несильно. Він виконує роль захисного щита, переймає на себе дію навколишнього середовища і зберігає незмінною структуру перемішаної маси матеріалу. I навпаки, в нижньому шарі мульчі, що має безпосередній контакт із ґрунтом, підвищується температура, активізується життєдіяльність ґрунтових мікроорганізмів і починається процес розкладання. Поступово активний розпад поширюється й на верхні шари мульчі, його ознаками є порожнини та розпушена структура.

Дослідження показують, що вже після кількох років мульчування об’єм ґрунтових пор, що заповнюються водою та повітрям, значно збільшується, а отже, поліпшується його повітро­ і водопроникність, які є одними з основних показників «здоров’я» ґрунту.

Особливу цінність при мульчуванні має та обставина, що у ґрунт вноситься свіжа органічна речовина: це має велике значення для накопичення біологічного азоту, який необхідний для утворення високоякісної продукції рільництва. Відомо, що зменшення біологічного азоту в ґрунті призводить до зниження вмісту білка в рослинах. Крім того, при мульчуванні інтенсивніше утворюються вугільна й органічна кислоти, які підвищують доступність фосфору та калію для рослин. У результаті цього процесу зростає кількість зазначених мікроелементів у загальному балансі мінеральних добрив і відкриваються їх додаткові природні запаси.

У ґрунті, що мульчується післяжнивними залишками, відбуваються також біологічні зміни: посилюється діяльність мікроорганізмів у верхньому його шарі, збільшується чисельність комах, черв’яків. Вони переробляють мульчу, збільшуючи вміст гумусу й інших корисних речовин, накопичуючи в ґрунті родючий шар. Ґрунтові та поверхневі бактерії використовують масу мульчі як додаткове джерело поживних речовин. Влітку мікроорганізми впродовж кількох тижнів переробляють увесь шар мульчі.

Мульчування сприяє тому, що завдяки діяльності мікроорганізмів стає можливим перетворення органічних субстанцій на мінеральну форму, доступну для живлення рослин. У результаті цього ґрунт збагачується поживними речовинами і гуміфікованими продуктами розпаду мульчуючого шару.

Мульчування попереджає виникнення ерозійних процесів, захищає ґрунт від розмивання. Мульчування полів соломою – надійний прийом локалізації водної та вітрової ерозій. Як свідчать проведені дослідження, втрати від видування на ділянках з мульчею становлять лише 1,2 т/га, тоді як на відвальній оранці – 6,5 т/га. Навіть за сильних вітрів (12 м/с) на ділянках з мульчею дефляція ґрунту (переміщення верхнього шару) практично не спостерігається. Майже в усіх випадках використання мульчування стік і змив верхніх шарів ґрунту різко зменшуються.

Застосування мульчування за певних умов дає можливість відмовитися від прополок, оскільки мульча не дає проростати бур’янам. Товстий її шар (понад 5 см) дає змогу гальмувати ріст бур’янів при обробці культур суцільного посіву, а також у міжряддях при вирощуванні просапних культур. У цьому випадку однорічні бур’яни не зможуть пробитися через шар мульчі, а боротьба з кореневими багаторічним бур’янами, яким вдасться вийти на поверхню, буде набагато простішою. Крім того, всі мульчуючі речовини перешкоджають потраплянню нового насіння у ґрунт. Як результат, мульчування знижує витрати праці на міжрядний обробіток посівів і позитивно впливає на умови росту рослин.

Мульчування особливо ефективне на чистих парах, де внаслідок інтенсивного обробітку втрати органічної речовини (гумусу) ґрунту лише за рахунок його мінералізації у 3–5 разів більші, ніж на інших полях сівозміни. Внесення підстилкового гною з метою компенсації втрати гумусу спричиняє надмірне збагачення ґрунту нітратним азотом, що, у свою чергу, викликає пошкодження посівів кореневою гниллю і призводить до раннього вилягання озимої пшениці. Мульча, внесена під пар, за інтенсивної мікробіологічної дії в першій половині літа біологічно зв’язує азот і вивільняє його пізніше.

Для мульчування ґрунту при паровій сівозміні найкраще використовувати грубі післяжнивні залишки, які мають довгий період перегнивання. Це, насамперед, кукурудза, сорго, суданська трава та ін. Добре, якщо ці культури є попередниками пару в сівозміні, а мульча не лежить на поверхні поля. Подрібнені післяжнивні залишки ефективніші, якщо їх частково заробляють у ґрунт, перемішуючи з верхнім шаром. У цьому випадку вони розкладаються, а поверхня ґрунту стає стійкішою проти видування вітром або змиву сильним дощем.

Як свідчить практика, для мульчування найкраще використовувати органічні матеріали. Зауважимо, що мульчування доцільно застосовувати лише на ґрунтах у зоні нестабільного або недостатнього зволоження, переважно в зернових сівозмінах.

Мульчують усі ґрунти, окрім важких суглинистих, а також ґрунтів із надмірним зволоженням. На важких і надмірно зволожених ґрунтах мульчування є менш ефективним і може навіть знизити врожайність оброблюваних культур. Найефективніше воно на легких піщаних і супіщаних ґрунтах, а також у районах недостатнього зволоження.

При мульчуванні необхідно враховувати гранулометричний склад ґрунту. Важкі суглинки не можна покривати товстим шаром. Він має становити не більше ніж 2 см. Краще за потреби повторити мульчування, інакше нижня частина шару загниватиме, особливо в дощову погоду. Через 2–3 роки структура ділянки помітно покращиться. Результати цього агротехнічного прийому швидше стають помітними на легких ґрунтах. Завдяки ґрунтовим мікроорганізмам за один рік може утворитись шар компостної землі товщиною 1 см.

МУЛЬЧУВАННЯ СОЛОМОЮ

Результати досліджень наукових установ та світовий досвід ведення сільського господарства свідчать, що перспективним є використання як мульчі соломи та інших післяжнивних залишків зернових і зернобобових культур. Крім того, відмова від традиційної технології збирання соломи з поля, яка застосовується сьогодні, може дати значний економічний ефект внаслідок скорочення витрат пального і робочого часу на транспортування і скиртування соломи.

Солома є додатковим джерелом надходження у ґрунт поживних елементів. Солома зернових колосових культур містить 0,5% азоту, 0,25% фосфору, 0,85% калію, а також магній, цинк, кальцій, марганець, мідь та інші мікроелементи. У результаті розкладання стерні й залишків соломи утворюються органічні сполуки, які за своїм складом близькі до підстилкового гною. Так, заорюючи солому, ми повертаємо в ґрунт 12–15 кг азоту, 7–8 кг фосфору і 25–30 кг калію на кожному гектарі. Використання горохової соломи дає змогу на 85–90% збільшити новоутворення гумусу і на 35–45% покращити накопичення у ґрунті біологічно зв’язного азоту.

Мульчування соломою суттєво покращує відсоток використання рослинами поживних речовин, внаслідок чого зростає ефективність застосування мінеральних добрив (азотних – на 55–60%, фосфорних і калійних – на 15–20%).

Досвід свідчить, що внесення соломи озимої пшениці методом мульчування під пізні просапні культури в кількості 5–10 т/га з додаванням азотних добрив може бути таким само ефективним, як і застосування звичайних доз підстилкового гною. Позитивний ефект такого агротехнічного заходу зростає, якщо на кожну тонну соломи вноситься 7–8 кг діючої речовини азоту у вигляді аміачної селітри або сечовини.

Без додавання мінерального азоту можна мульчувати солому під кормові культури, зокрема, під вузьколистий люпин, тим самим істотно підвищуючи його врожайність і позитивну дію в сівозміні.

В умовах, коли у процесі формування врожаю ґрунт втрачає 1–2 т/га гумусу, кількість органічної речовини, що надходить у ґрунт, не покриває його витрат. Коли прогресують ерозійні процеси, мульчування соломою істотно впливає на підвищення родючості ґрунтів і збільшення врожайності сільськогосподарських культур.

МАШИНИ ДЛЯ МУЛЬЧУВАННЯ 

Kuhn

Мульчувачі KUHN моделі BК ідеально підходять для подрібнення укладеної в валки соломи. Вони серійно мають відкритий кожух і дефлектори (на замовлення), що забезпечують рівномірність розподілу подрібнених залишків на велику ширину.

На замовлення ці машини можуть бути оснащені закритим заднім кожухом, що робить їх більш універсальним устаткуванням для подрібнення сухих рослинних залишків (стерня, кукурудзяні, соняшникові та ріпакові стебла). Також мульчувачі ВК можна обладнати заднім котком, забезпечивши тим самим кращий контроль висоти мульчування на нерівному ґрунті.

Рама BК зміщена вправо на 40 см відносно навіски трактора, що необхідно при подрібненні стебел кукурудзи.

Мульчувачі BК мають такі основні експлуатаційні характеристики: робоча/габаритна ширина 230/250–320/347 мм, вага 950–1410 кг, необхідна споживана потужність 60–150 к. с., швидкість обертання ротора 1660–2080 об/хв. Усі мульчувачі серії BК серійно оснащені парою опорних коліс, що регулюються за висотою. На замовлення машини можуть бути оснащені додатковим опорним колесом для використання на нерівних полях.

Мульчувач KUHNМульчувачі KUHN моделі RМ спеціально сконструйовані для інтенсивного подрібнення рослинних залишків. Модельний ряд представлений машинами з шириною захвату від 2,4 м (RM 240) під трактори 80 к. с. до 8,2 м (RMS 820) під трактори 340 к. с.

Рама посилена 3­ма профілями для кращої жорсткості. Мульчувач має гвинтове розташування ножів для збільшення втягування пожнивних залишків і кращого розподілу подрібненої маси. Великий діаметр ротора (647–730 мм залежно від моделі) забезпечує збільшення продуктивності. Привід ротора посиленими ременями на шківах великого діаметра гарантує кращу передачу крутного моменту. Ротор встановлений на потужних самоцентрованих підшипниках. Екран 4 мм товщиною призначений для додаткового захисту корпусу.

Машина також може піднімати полеглі або притоптані стебла і якісно їх зрізати.

На мульчувачах встановлено посилені редуктори із вмонтованою обгінною муфтою, яка інтегрована в корпус редуктора і запобігає інерційному удару під час гальмування ротора.

На особливу увагу заслуговує широкозахватна високопродуктивна модель RMS 820, яка спеціально розроблена для роботи з потужними тракторами. Навісна модель із шириною захвату 8,2 м має гідравлічно­складний транспортний пристрій і тяговий брус для транспортування дорогами. Привід ротора здійснюється 6­ма клиновидними ременями з кожної сторони та автоматичним натяжним пристроєм. Ротор діаметром 730 мм дає змогу легко впоратись навіть із великою кількістю пожнивних залишків. Лінійна швидкість ротора 66 м/с забезпечує якісне подрібнення пожнивних решток при великій робочій швидкості.

Quivogne

Мульчувачі Quivogne моделі BР з горизонтальним ротором випускають із шириною захвату від 1,6 до 8,0 м та частотою обертання ротора 1900 об/хв. Ці універсальні знаряддя призначені для подрібнення післяжнивних залишків, а також порослі молодих дерев і чагарників із діаметром стовбура до 6 см. Привід робочих органів здійснюється від ВОМ трактора.

Мульчувачі виготовлені з надміцної сталі товщиною 8 мм і 10 мм, здатної витримувати високі навантаження. Комплектуються вони різними видами ножів: це можуть бути універсальні ножі або молотки з однією протиріжучою пластиною, прямі ножі для соломи зі спеціальною протиріжучою пластиною або кукурудзяні лопатки. Замість коліс мульчувачі можна серійно комплектувати ущільнюючим або прикочуючим котком.

Подрібнювачі післяжнивних залишків Quivogne моделі BР з великою шириною захвату, починаючи від 5,20 м, оснащуються транспортним візком – пристроєм поздовжнього ходу для транспортування по дорогах.

Мульчувачі Quivogne моделі BL з вертикальними валами виробляють із робочою шириною від 4,2 до 12,1 метра. Знаряддя з шириною захвату 4,20 і 4,60 м оснащені 3 роторами, решта моделей мають 5 роторів. Привід роторів здійснюється через систему карданних валів і редукторів. На кожному роторі, частота обертів яких становить 1000 об/хв, розміщено 3 ножі.

Мульчувачі моделі BL серійно обладнано карданним валом з великим кутом повороту, у моделей 6,20 м і 8,20 м – додатково ще й обгінною муфтою. Зміна глибини обробітку виконується механічно. Переведення машин із робочого положення у транспортне здійснюється двома підйомними гідроциліндрами.

MU-Farmer

Мульчувачі MU­Farmer призначені для використання на різних культурах. При цьому якість подрібнення матеріалу залишається дуже високою, що є запорукою швидкої мінералізації рослинних решток та зниження популяції шкідників і хвороб. Мульчувачі MU­Farmer виготовляють у кількох моделях і модифікаціях з робочою шириною захвату від 2,8 до 8,3 метра.

Мульчувачі MU­FarmerДля мульчувачів MU­Farmer характерні масивний закритий корпус з дрібнозернистої сталі QSt/E, а також змінне підбарабання, бокові лижі та два ряди захисних фартухів із пружинної сталі. Великий безшумний ротор із кріпленням ножів по подвійній спіралі, з робочим діаметром 650 мм і високою швидкістю обертання забезпечує велику пропускну здатність і дуже високу якість подрібнення. Підшипники інтегровані у ротор і мають спеціальне перекриття корпусів, що забезпечує підвищену стійкість до каміння.

На мульчувачах встановлені важкі, дуже міцні молотоподібні ножі Farmer вагою 2,75 кг, призначені для роботи над самою поверхнею ґрунту. Для більш якісного подрібнення застосовано два ряди протирізів спеціальної форми (система «Плавник акули»), які кріпляться на болтах. Завдяки цьому мульчувачі працюють без забивання навіть за великої кількості сирої рослинної маси. Точне копіювання рельєфу поверхні поля відбувається завдяки гідропневматичному регулюванню тиску на ґрунт системою MU­Sofar.

Great Plaіns

Відомий світовий виробник аграрної техніки Great Plaіns пропонує широкий модельний ряд подрібнювачів із шириною захвату від 1 до 6 м під трактори потужністю від 30 до 250 к. с. Серед них є моделі навісні та причіпні, з твердою рамою та складані, здатні задовольнити будь­які потреби користувачів.

Подрібнювачі Great Plaіns різних моделей та різної ширини призначені для інтенсивних робіт із обробки післяжнивних залишків соломи, стебел кукурудзи, соняшнику та інших рослин. Якісне виконання деталей і механізмів, простота у використанні цих агрегатів дає змогу знизити час і витрати на їх обслуговування та ремонт.

Ножі, виготовлені з високоякісної зносостійкої загартованої сталі, швидко та чисто ріжуть рослинні рештки. Редуктори, встановлені на цих мульчувачах, мають гарантію 5 років. Завдяки міцним ножам такі подрібнювачі здатні перерізувати стебла рослин товщиною до 89 мм. Необхідна потужність трактора при ширині захвату 4,5 м становить 80 к. с. Можливе встановлення також шредерних ножів.

Подрібнювачі Great PlaіnsМульчувач Land Prіde моделі RC 5020 – один із найбільших ротаційних агрегатів для великих господарств. Необхідна потужність трактора для цього знаряддя шириною 6,1 м становить 150 к. с., завдяки чому він здатний перерізувати стебла рослин діаметром до 76 мм.

Vogel&Noot

Знаний австрійський виробник Vogel&Noot випускає 9 серій і понад 40 різних модифікацій мульчувачів. Ці агрегати мають робочу ширину від 1,0 до 6,0 м і призначені для різних умов роботи та агрегатування із тракторами потужністю від 25 до 150 к. с. Зокрема, модель TSТ застосовується для подрібнення соломи зернових культур і стерні сої, кукурудзи, соняшнику, бурякового бадилля. Агрегати під маркою МК використовуються для скошування трави та подрібнення чагарнику з діаметром рослин до 3 см, а агрегат TSAF – для розчищення кущів і пагонів діаметром до 4 см.

мульчувач Vogel&NootРотори мульчувачів Vogel&Noot, які обладнані Y­подібними або молотковими ножами, забезпечують стабільну роботу й відмінне розкидання рослинних залишків. Рівномірне розміщення ножів на роторі дає змогу досягти максимально врівноваженого динамічного балансування, що гарантує тривалу безвідмовну роботу підшипників та приводу. Завдяки гвинтовому розташуванню ножів подрібнена маса розподіляється більш рівномірно.

В. Васильченко, канд. техн. наук, доцент; С. Дерев’янко, канд. екон. наук, доцент, НУБIП України

Опубліковано в журналі “Агроном”, 2017