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

Водна і вітрова ерозія є найбільш серйозним фактором зниження продуктивності земельних ресурсів, деградації агроландшафтів. Вона  обумовлена характером сільськогосподарського використання земель, при якому створюються умови для інтенсивного розвитку ерозійних процесів.   Адже для штучних агроценозів максимум проективного покриття припадає на липень-серпень, що не співпадає з піком зливової активності (кінець травня – червень).

Відповідно до схеми ерозійного районування України, територія  господарства знаходиться в зоні, яка є небезпечною в ерозійному відношенні, в області переважаючого  розвитку водної ерозії та впливу дощового стоку. Серед освоєних земель найбільш часто піддані змиву сільськогосподарські угіддя і в першу чергу рілля. Інтенсивність змиву ґрунтів із зябу і чорного пару часто досягає 30 т/га в рік. Однак такий змив спостерігається локально. Середньорічний розрахунковий змив родючого шару ґрунту з орних земель складає 12,5 т/га. Як видно із рисунка 3.1 постійно зростає площа еродованих ґрунтів регіону .

Рис 3.1. Динаміка еродованості орних ґрунтів Фастівського району

Загальна площа сільськогосподарських  угідь в господарстві, які зазнали  згубного впливу водної ерозії складає 156,5 га, в тому числі 124 га орних земель. Щодо динаміки ерозійних процесів, то високими темпами зростає площа  середньо- та сильнозмитих ґрунтів. Це є наслідком протиерозійних заходів, що впроваджуються на найбільш ерозійно-небезпечних  ділянках і недостатньої уваги до заходів попередження виникнення ерозійних  процесів (що має місце також через  недостатнє фінансування протиерозійних заходів).

Особливості розвитку вітрової ерозії ґрунтів у межах району визначаються наявністю ґрунтів  легкого гранулометричного складу. До дефляційно-небезпечних угіль  відносяться 5,3% ріллі та 2,5% пасовищ.

Прискорення деградаційних  процесів великою мірою обумовлено тим, що в останні роки держава  різко скоротила асигнування  на охорону, поліпшення і раціональне використання земельних ресурсів. У господарстві через кризовий фінансовий стан також неспроможні здійснювати інвестування землеохоронних заходів за рахунок власних коштів.

 

3.2. Деградація  ґрунтового покриву пов’язана  із дегуміфікацією

 

Найважливішим показником кількісної оцінки ґрунтового покриву є вміст  гумусу. Вплив органічної речовини на родючість ґрунту і вміст елементів живлення, його екологічна та біокліматична роль вимагають постійної уваги до гумусового стану ґрунтів в умовах інтенсифікації сільськогосподарського виробництва.

Сільськогосподарське  використання чорноземів призвело до зменшення їх гумусованості. Деякі  вчені вважають, що проблема дегуміфікації  орних ґрунтів потребує нового детального та комплексного дослідження. При цьому  досить корисним є глибокий аналіз даних про трансформацію гумусового стану ґрунтів, які піддаються тривалому  обробітку, порівняно з перелогами та цілинними землями. [37] [38]

В Україні протягом останніх років використовувалася незбалансована дефіцитна система землеробства. Як наслідок, ґрунти втратили значну частину  гумусу. Найродючіші у світі чорноземні ґрунти перетворилися на ґрунти із середнім (за даними технологічного центру охорони родючості ґрунтів Мінагрополітики) рівнем родючості і продовжують  погіршуватися.

Невеликі дози внесення гною і туків не забезпечують відтворення  родючості ґрунтів. Врожаї останніх років здебільшого є результатом  вичерпування винятково природної  родючості, тобто збіднюється потенційна її частина. Зберігати і надалі такий  підхід до родючості неприпустимо, бо це призведе до подальшого загострення  проблеми.

За результатами останнього агрохімічного обстеження, ґрунти України  мають, в основному, середній вміст  гумусу. Порівняно з даними обстеження 1996–2000 pp., уміст гумусу в ґрунтах  знизився в межах 0,04–0,09 %. Низький  і дуже низький вміст гумусу мають  ґрунти піщаного і супіщаного гранулометричного  складу, які розповсюджені переважно  в зоні Полісся. Особливо їх багато у Волинській (87%), Житомирській (61,4%), Чернігівській (47,1%) і Рівненській (44,9%) областях. Великі площі з низьким  умістом гумусу є також у Львівській, Чернівецькій, Донецькій, Закарпатській  та Київській областях. Ці ґрунти потребують першочергового застосування органічних добрив, збільшення площ багаторічних трав та сидератів.

Кожна культура реагує по своєму на вміст гумусу. Вчені вважають що оптимальним для формування високих  врожаїв є вміст в ґрунтах  гумусу від 3,0 %. Проте існують культури, які є вимогливими до його вмісту в ґрунтах і потребують високого вмісту.

Одним із способів оцінки гумусного режиму ґрунтів  є встановлення потенційної здатності  до гумусоутворення, яка встановлюється за різницею між вмістом вуглецю  органічної речовини ґрунту і власне вуглецем гумусових речовин.

З цією метою ми проводили дослідження  на чорноземі типовому легкосуглинковому  НДГ «Великоснітинське» в типовій  для зони 10-типільній сівозміні  на варіантах удобрення, що наведено в таблиці (норми добрив на 1 га сівозмінної площі) та 10-річному перелозі. Зразки ґрунту для досліджень відбирали з гумусоакумулятивного та верхнього перехідного горизонтів [8].

Проаналізувавши отримані результати встановили, що внесення органічних добрив, зокрема гною, на фоні мінеральних зумовило найбільший позитивний ефект порівняно із іншими варіантами щодо вмісту вуглецю гумусу та органічної речовини.

Якщо порівнювати  результати досліджень удобрених агрофонів  із природною стійкою екосистемою (перелогом), то виявилося, що на залужених  ділянках краще проходять процеси  гумусоутворення, ніж на орних землях (табл. 3.1).  Так, вміст гумусу на перелозі складав 3,97%. Цей показник ми взяли відправну точку втрат гумусу за сільськогосподарського використання. Нами були розраховані втрати гумусу на всіх варіантах удобрення, які застосовуються в господарстві і в дослідній справі НУБіП. Як і слід було передбачати найбільші втрати гумусу відмічено на варіанті без внесення добрив, які складали 22,1% від природного аналогу. Такий варіант використання ґрунтів, (а останнім часом в господарствах добрива вносяться в дуже малій кількості) спричинив середній рівень деградації ґрунту за цим показником.

Таблиця 3.1

Вміст гумусу  у чорноземі типовому

за різних системи  удобрення культур у сівозміні  та на перелозі (2011 р.)

 

Система удобрення	Вміст гумусу, %		Ступінь деградації
	Hk	Hpk	%	оцінка
Контроль (без  добрив)	3,10	1,90	22,1	середня
Гній 12 т/га + N55P45K45	3,79	1,90	4,60	слабка
Гній 6 т/га + солома 1,2 т/га + N67P45K45	3,62	1,90	8,80	слабка
Солома 2,4 т/га + N79P45K45	3,62	2,07	8,80	слабка
Солома 1,2 т/га + сидерати + N67P45K45	3,62	1,90	8,80	слабка
Переліг	3,97	2,07		слабка

      НІР₀₅ – 0,02

Найбільш ефективною системою удобрення ґрунтів господарства було внесення 12 т/га гною на 1 га сівозмінної  площі з мінеральними добривами N₆₇P₄₅K₄₅ за якої відносні втрати гумусу були незначні і становили 4,6% від 100% на перелозі. Застосування менших доз гною разом із соломою, а також соломи із сидератами було менш ефективним, відносні втрати гумусу складали 8,8%, що дає нам підстави віднести дані ґрунти до слабкодеградованих за вмістом гумусу.

 

3.3. Прояви деградаційних  процесів чорноземних ґрунтів  за їх фізико-хімічними показниками 

 

Фізико-хімічні показники  ґрунтового покриву значно впливають  на повітряний та водний режими ґрунту, зумовлюють біологічну активність та високу врожайність, а також є  фактором впливу на розвиток та ріст рослин. В процесі виконання дипломної  роботи нами були використані наступні показники: сума ввібраних основ, кислотність  ґрунту (актуальна, обмінна, гідролітична), вміст гумусу. На наш погляд, дані показники є головними серед  фізико-хімічних властивостей ґрунтового покриву, які зумовлюють його біологічну активність.

Сільськогосподарські культури по різному реагують на реакцію ґрунтового розчину (pH_kcl). Вторинне підкислення. Одні добре розвиваються на кислих ґрунтах, інші – на нейтральних. Більшість зернових культур краще розвиваються при слабокислій і нейтральній реакції ґрунту (пшениця, ячмінь, кукурудза, соя, горох, соняшник). Мало чутливі до підвищеної кислотності жито, просо, гречка. Ці культури ростуть у широкому інтервалі pH – від слаболужної (7,5), до кислої (4,7) реакції. Оптимальне pH для них 5,5–6. Кисла реакція властива підзолистим, дерново-підзолистим, сірим лісовим і болотним ґрунтам; нейтральна – чорноземам; лужна – каштановим ґрунтам і солонцям [4, 31].?

Важливим фізико-хімічним показником є місткість катіонного обміну, особливо його значна група  сума обмінних основ (Ca, Mg, K, Na), які обумовлюють  високу буферність ґрунту як екологічної  системи, ефективність внесених мінеральних  добрив та меліорантів, а також позитивно  впливають на зв’язування забруднювачів, які поступають в екосистему і  сприяють створенню агрономічно-цінної зернистої структури, особливо Ca, що є основою вбирного комплексу  чорноземних ґрунтів.

Аналіз фізико-хімічних параметрів ґрунтів господарства показав (табл. 3.2), обмінна кислотність чорноземних  ґрунтів легкого і середньосуглинкового гранскладу повнопрофільних та їх слабко- і середньо еродованих відмін на

 

Таблиця 3.2

Фізико-хімічні властивості  ґрунтів НДГ «Великоснітинське» ім. О.В. Музиченка

Фастівського району Київської  області (польова сівозміна)

№ поля	Площа, га	Назва ґрунту	Обмінна кислотність	Оцінка реакції середовища ґрунту	Сума ввібраних основ, мг.-екв./100 г	Оцінка ґрунту і рівень деградації	Вміст загального гумусу, %	Оцінка ґрунту за шкалою Л.О. Гришиної і Д.С. Орлова,
1	132,2	чорноземи типові легко- і  середньосуглинкові	6,15	нейтральна	21,8	висока недеградований	3,37	низький
2	113,9	чорноземи типові легко- і  середньосуглинкові	6,12	нейтральна	18,9	Підвищена слабкодеградований	3,03	низький
3	128	чорноземи типові; чорноземи типові слабкозмиті  легко- і середньосуглинкові	6,11	нейтральна	20,5	Висока недеградований	3,31	низький
6	129,7	чорноземи типові; чорноземи типові слабкозмиті  легко- і середньосуглинкові	5,92	близька до нейтральної	18,1	підвищена слабкодеградований	2,97	низький

 

 

більшості полів  була нейтральною і складала рН_KCl – 6,11–6,15, тільки в шостому полі рН був 5,92 (близький до нейтральної).

Сума обмінних основ в полі № 1 і № 3 складала відповідно  
21,8 мг-екв./100 г. ґрунту і 20,5, що кваліфікується як висока вбирна здатність, а ґрунт за даним показником як недеградований. Поля № 2 і № 6 мали дещо нижчу суму обмінних основ, а саме 18,9 та 18,1 мг-екв./100 г. ґрунту, що обумовлюється, в певній мірі, трохи меншим вмістом гумусу на даних ґрунтах і можливо незначною декальцинацією (втратою кальцію). Ґрунти на даних полях схильні до слабкої деградації за фізико-хімічними показниками.