Оцінка деградаційних процесів ґрунтів в агроекосистемах на прикладі ВП НУБіП України «Великоснітинське навчально-дослідне господарство

 Трактори, маса яких  досягає 8-16 т, у разі проходження  по пухкому вологому ґрунті  за рахунок ударних впливів  і вібрацій спричинюють його  деформацію на глибину 60—80 см, а в окремих випадках і глибше. В місцевостях з пересіченим  рельєфом і зливовим характером  опадів глибокі колії нерідко  перетворюються на яри, За посушливих  умов рух важких машин з підвищеними швидкостями (до 10—30 км/год.) призводить до руйнування структури ґрунту та підсилює процеси дефляції. Переущільнення ґрунтів відбувається внаслідок холостих переїздів тракторів по полю, внесення органічних і мінеральних добрив, перевезення сільськогосподарської продукції вантажними автомобілями.

 Такі агротехнічні  заходи, як лущення стерні, основний  обробіток ґрунту, вирівнювання  поверхні, культивація, боронування,  посів, догляд за посівами виконуються  за існуючими технологіями окремо, а багато з них і неодноразово. Тому в період польових робіт  поверхня поля покривається ущільненими  смугами, сумарна поверхня яких  значно перевищує площу поля. За даними В. В. Медведєва (1988), при вирощуванні озимої пшениці площа, ущільнення 1га (без урахування збирально-транспортних операцій) досягає в середньому 22—26 тис. м², кукурудзи — 18—30, цукрового буряка — 30—32 тис. м². Дослідження В. В. Медведєва (1989) показали, що трактори всіх марок ущільнюють ґрунт на глибину 50—60 см і глибше.

 За наявності ущільнення  тракторами у ґрунті змінюється  співвідношення між твердою і  газоподібною фазами. Найбільше  змінюється щільність одного шару, її максимальні значення. [17,18,19,7,20]

Наслідків переущільнення багато і не всі вони відомі. В літературі, в основному, висвітлено вплив щільності на продуктивність сільськогосподарських культур. Відомо, що підвищення щільності ґрунту  на 0,1 г/см³, порівняно з оптимальним параметром, знижує урожай на 15-20 %, а на 0,2 г/см³– на 50 %. При цьому затрати на обробіток ґрунту зростають.[21]

1.2.4. Кислотна деградація (декальцинація) ґрунтів

Кислотність у тій чи іншій  мірі притаманна більшості лісових  ґрунтів, оскільки їхнє формування відбувається під постійним впливом кислих продуктів розкладу лісових підстилок. Ступінь прояву кислотних властивостей залежить, головним чином, від гідротермічних  умов формування ґрунту, типу рослинності, характеру ґрунтотворних порід, гумусованості. В свою чергу кислотність суттєво впливає на склад обмінних катіонів, властивості та характер профільного розподілу гумусу, рухомість макро- та мікроелементів мінерального живлення рослин, фізичні та водно-фізичні властивості ґрунту.[22]

Зростаюча кислотність ґрунтового покриву — одна з найгостріших проблем сучасності та найближчою майбутнього. Процес підкислення ґрунтів набуває  глобальних масштабів, спричинюючи  негативні агрогеохімічні наслідки.

 Особливу тривогу викликає  те, що явище підкислення ґрунтів  має прихований і в багатьох  випадках вторинний характер. Спочатку  відбувається процес декальцинації,  а потім, значно пізніше, спостерігається  підкислення ґрунту. Нерідко вже  провапновані ґрунти знов стають  кислими. З'являються кислі ґрунти  і в районах, де їх раніше  не було.

Причин, що обумовлюють підкислення, багато. Найістотнішими з них є  кислотні дощі, низький рівень удобрювання  ґрунтів органікою, необґрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації  в землеробстві. Отже, вторинне підкислення  ґрунтів має переважно антропогенне походження. За даними ЮНЕСКО, в атмосферу  надходить 109 т/рік кислотних агентів газового та аерозольного характеру. Це насамперед сполуки сірки, азоту, вуглецю і хлору. При їх окисненні та конденсації утворюється сірчана, соляна, вугільна й азотна кислоти, які випадають на ґрунти з дощовою водою.

 Найбільше кислотних  дощів випадає у країнах Скандинавського  півострова. Нині добре відомо, що  підкислення ґрунтів — це проблема  східних районів США, Канади, Німеччини,  Великої Британії, Бельгії, Польщі, України, Молдови, країн Прибалтики, низки областей Росії. 

 За останні 50—60 років  спостерігається загальнопланетарне  підвищення кислотності дощових  опадів. Сильне зростання цього  показника зареєстровано в багатьох  індустріальних районах Швеції, Норвегії, США та Канади. У цих  країнах рН дощової води знизився  з 6—6,5 до 5—4,6, а в окремі періоди  до 4—3,5.

 Особливо висока кислотність  вод виникає під час весняного  сніготанення. Реакція таких вод  може досягати рН 4—3,5. Кислі талі  та дощові води, потрапляючи у  ґрунт, спричинюють підкислення  всього профілю ґрунту, а нерідко  підкислюють і підґрунтові води. Кислоти, потрапляючи в ґрунт,  взаємодіють з його органічною  та мінеральною частинами. 

 На основі дослідів  НАУ встановлено, що внесення  мінеральних добрив без вапнякових  матеріалів спричинює підкислення  чорноземів типових, початкова  реакція яких була близькою  до нейтральної. При тривалому  внесенні підвищених доз мінеральних  добрив спостерігається зростання  активної кислотності. Внесення  азотних добрив ще більш підвищує  активну кислотність фунту порівняно  з внесенням фосфорно-калійних  добрив. Найбільша активна кислотність  від­мічається при внесенні 157 кг/га  азоту. Аналогічні зміни при  внесенні мінеральних добрив  відбуваються і з обмінною  кислотністю, але найбільш істотно  збільшується обмінна титрована  та гідролітична кислотність.  Перша зростає у 2—2,3 рази, друга — у 2,5—3,8 рази. [3]

1.2.5. Забруднення  пестицидами

Пестициди - це хімічні засоби боротьби з шкідливими організмами: комахами (інсектициди), хворобами (фунгіциди), бур'янами (гербіциди) та ін. До пестицидів також належать речовини для передзбирального видалення з рослин листя (дефоліанти) і для підсушування рослин (дисиканти).

В останні десятиліття  пестициди є важливою ланкою в одержанні сільськогосподарської  продукції. Загальновідомо про екологічні наслідки інтенсивного використання пестицидів при порушенні рекомендованих норм та регламентів. Та хоча сучасне сільськогосподарське виробництво у розвинених країнах переходить на інтегровані  технології захисту сільськогосподарських культур та використання пестицидів нових поколінь, які безпечніші для людей, тварин та загалом для екосистем, проблем з використанням засобів захисту рослин багато. Однією з них, якою практично дуже мало займаються в Україні, є вивчення характеристики та профілів забруднення складових екосистем пестицидами і зв’язок забруднень у трофічних ланцюгах. На жаль, звернення до питання оцінки забруднення ланок харчових ланцюгів спричинене вже наявним статистичним фактом, що суттєва частина захворювань сільськогосподарських тварин виникає в результаті масових отруєнь, а не інфекційних хвороб. Оскільки вивчення стану довкілля є одним з пріоритетних завдань у багатьох країнах, у 1976 р. було розпочато розробку Глобальної Системи Контролю Навколишнього середовища для харчових продуктів (Global Environment Monitoring System for Food, або GEMS/Food), яка була створена у тісному співробітництві з UNEP та Організацією ООН з питань харчових продуктів та сільського господарства (FAO). Нині GEMS/Food збирають дані стосовно стійких органічних забруднювачів (СОЗ), особливо хлорорганічних пестицидів. Загальновідомо, що СОЗ можуть накопичуватися в тканинах людини, диких та свійських тварин, спричиняючи різноманітні захворювання. Хоча хлорорганічні пестициди в Україні, як і у більшості країн, вже давно заборонені до застосування, небезпека їх надходження до організму людини залишається досить суттєвою завдяки їх стійкості в навколишньому середовищі, здатності до міграції та накопичення у харчових ланцюгах. Вміст  СОЗ у різних тканинах людини безпосередньо пов’язаний із концентрацією цих сполук у навколишньому середовищі.

З 2005 року в Українській  лабораторії якості і безпеки продукції АПК НАУ розпочато наукові дослідження агроценозів, прилеглих до складів непридатних пестицидів. Зокрема, протягом 2005-2007 р. вивчали рівні забрудненості ґрунтів, прилеглих до складів, а також визначали вміст залишків пестицидів у рослинах, які росли на цьому ґрунті. [23]

3. Шляхи мінімізації деградаційних процесів ґрунтів в агроландшафтах України

У зв’язку із значною розораністю  сільськогосподарських угідь України, що призводить до суттєвих деградаційних  процесів агроланшафтів країни необхідно  впроваджувати заходи щодо відтворення  родючості ґрунтів.

Першочергові заходи щодо відтворення  родючості ґрунтів:

• зменшити площі в обробітку на 8-10 млн. га. Сьогодні триває процес безсистемного виведення орних земель, що є дуже негативним явищем;
• у найближчі роки досягти хоча б простого відтворення родючості ґрунтів, насамперед щодо гумусу, азоту, фосфору й калію;
• відновити практику розробки щорічних планів підвищення родючості ґрунтів (від країни в цілому до конкретного поля) і вважати їх обов'язковою складовою частиною бізнес-плану господарства незалежно від форми власності;
• а для запобігання ерозії і деградації ґрунтів необхідно відновити і розширити дослідження зі створення у регіонах мережі базових моделей господарств;
• створити мережу ґрунтового моніторингу на базі інститутів УААН та ВНЗ;
• прийняти Закон "Про охорону земель і родючість ґрунтів", передбачивши організацію Державної служби охорони ґрунтів та здійснення державного контролю за раціональним використанням земельних ресурсів, розробку заохочувальних, організаційних та пільгових умов із метою запобігання ерозії та іншим процесам деградації ґрунтів;
• розробити Національну програму охорони земель на наступні роки;
• створити нову Карту ґрунтів України на сучасному рівні як науково-теоретичну та науково-практичну основу раціонального землекористування і земельно-товарних відносин.

Тобто мова йде  про систему заходів постійної  дії: полезахисні лісосмуги, дороги, гідротехнічні споруди, інфраструктура безпечного скидання поверхневого стоку тощо. Це своєрідний фундамент грунтоохоронного і екологічно збалансованого агроландшафту. Формування екологічно сталих агроланшафтів (АЛ) є не лише процесом створення протиерозійних систем для пригнічення ерозійних процесів, а й глобальним стратегічним системним напрямком, який спроможний поєднати в собі знання й управління всіма складовими елементами ландшафтної сфери життєзабезпечення людства [24]

У системі заходів підвищення родючості ґрунту, культури землеробства та врожайності сільськогосподарських культур велике значення має мінімізація обробітку ґрунту. Мінімізація обробітку — новий, економічно й екологічно обґрунтований напрям у науці та практиці з обробітку ґрунту, що дає змогу зменшити розпиленість, ущільнення ґрунту, скоротити енергетичні, трудові, матеріальні витрати на механізовані польові роботи зменшенням кількості та глибини обробітків, поєднанням операцій в одному робочому процесі за екологічно обґрунтованого застосування засобів хімізації.

У сучасному  землеробстві застосовують такі основні  напрями мінімізації обробітку  ґрунту:

♦ скорочення кількості  й зменшення глибини основних, передпосівних і міжрядних обробітків ґрунту в сівозміні у поєднанні із застосуванням гербіцидів для боротьби з бур'янами;

♦ заміна глибокого обробітку  продуктивнішими поверхневими або  плоскорізними знаряддями, використання широкозахватних знарядь з активними  робочими органами, які забезпечують високоякісний обробіток ґрунту за один прохід;

♦ поєднання кількох технологічних  операцій і заходів в одному процесі  застосуванням комбінованих ґрунтообробних і посівних агрегатів;

♦ пряма сівба, або хімічний чи нульовий обробіток ґрунту, – сівба насіння по стерні або в дернину з попередньою обробкою площі гербіцидами без механічного обробітку ґрунту за винятком формування мілких борозен (щілин), в які висівається насіння.

Мінімізація обробітку ґрунту дає змогу:

♦ економити час, робочу силу, паливо, кошти, проводити сівбу  в оптимальні строки;

♦ зводити до мінімуму втрати вологи, органічної речовини, водну  й вітрову ерозію;

♦ зберігати головні переваги непорушеної будови орного шару ґрунту й ущільненої поверхні, що уможливлює раннє випасання тварин на слабко розвиненій дернині багаторічних і  однорічних трав;

♦ вдосконалювати технології сівби й вирощувати два — три врожаї за рік на одній площі.

Головними чинниками, які визначають необхідність застосування мінімізації обробітку ґрунту, є:

♦ зниження родючості й  продуктивної здатності ґрунту через застосування важких тракторів і транспортних засобів;

♦ необхідність зменшення  енергетичних витрат поєднанням кількох операцій за один прохід трактора та кількості й глибини механічного обробітку ґрунту;

♦ використання для обробітку  ґрунту тракторів, комбінованих агрегатів, машин і знарядь з активними  робочими органами;