111_agroekolog

Крім того, деградація ґрунтів пов’язана з небезпечними екзогенними геологічними процесами (селі, зсуви, карст, просідання ґрунту та ін.), які активізувалися останнім часом на значній території України, а також із глобальними змінами клімату.

За даними вчених, ефективне використання та охорона земельних ресурсів у сучасних умовах повинні проводитися на основі стратегії мінімізації екологічного ризику їх деградації. Аналіз екологічного ризику має включати три головні елементи: визначення вірогідності небажаних процесів, оцінку можливих наслідків, управління ризиком. Основне завдання управління екологічним ризиком – визначення способів мінімізації ризику в умовах дефіциту часу, технічних і фінансових ресурсів.

Розглянемо більш детально основні деградаційні процеси та заходи з їх попередження і подолання.

4.2.1. Ерозія ґрунтів та система протиерозійних заходів

З усіх видів деградації, якщо оцінювати їх у світових масштабах, найбільш поширеною і шкідливою є ерозія ґрунтів. Під

ерозією ґрунтів (лат. erosia – роз’єднання) розуміють різноманітні процеси руйнування ґрунтів і гірських порід, що супроводжуються перенесенням і відкладанням дрібнозему під впливом потоків води і вітру.

Залежно від фактору, який спричиняє руйнування ґрунтів, розрізняють водну і вітрову ерозію.

Водна ерозія – це руйнування ґрунту стікаючими по схилу талими, дощовими, стічними, поливними водами (іригаційна ерозія), підземними водами, що виклинюються.

Залежно від впливу на ґрунт води, що стікає, розрізняють два підтипи водної ерозії: змивання ґрунту - площина ерозія та розмивання ґрунту – лінійна (яружна) ерозія.

Вітрова ерозія (дефляція) – це видування з ґрунту дрібнозему і перенесення його потоками вітру у вигляді пилових або чорних бур. Інтенсивність процесу залежить від швидкості вітру і стану поверхні ґрунту. Вітрова ерозія починає діяти, коли швидкість вітру перевищує критичну (близько 3 – 6 м/с), а у поверхневому шарі є розпилені часточки з діаметром до 1 мм, та якщо на полі відсутня вегетуюча рослинність і рослинні рештки. За зовнішніми ознаками розрізняють два підтипи дефляції: повсякденну (місцеву) та пилові бурі, які бувають місцеві, транзитні та змішані.

131

Повсякденна дефляція поширена практично на всіх орних землях. Спричиняють її вітри малої швидкості, завихрення повітря, невеликі пориви вітру, а також вплив на сухий ґрунт різноманітних ґрунтообробних механізмів. Вона виявляється малопомітно, але досить шкідлива, бо діє систематично.

Пилові бурі – підтип дефляції, спричиненої вітрами високих швидкостей. Вони, як правило, охоплюють значні території, залучають до повітряного потоку великі маси ґрунту і переносять його на великі відстані. В результаті утворюються слабко-, середньо- і сильнодефльовані ґрунти. Крім цього, продуктами пилових бур замулюються річки, ставки, озера й зрошувальні канали, частково чи повністю знищуються посіви сільськогосподарських культур.

Виникнення і розвиток ерозійних процесів зумовлені як природними факторами (зокрема кліматом, рельєфом місцевості, властивостями ґрунту та ґрунтоутворюючої породи, характером рослинного покриву), так і антропогенними (господарська діяльність людини).

Ерозія, яка відбувається на землях, зайнятих природною рослинністю, (цілинні степи, ліси, луки тощо), має назву нормальної або геологічної ерозії. За своєю природою вона дуже повільна і, як правило, не призводить до утворення еродованих ґрунтів, оскільки втрати ґрунту повністю компенсуються протягом року ґрунтоутворювальним процесом.

Усільськогосподарських агрофітоценозах виникає так звана

прискорена (антропогенна) ерозія, яка відбувається під впливом як природних, так і антропогенних факторів. Антропогенна ерозія розвивається в результаті нераціональної господарської діяльності:

розорювання схилових земель (з крутизною більше 3°);надмірної насиченості сівозмін просапними культурами

та обумовленого цим фактом інтенсивного обробітку ґрунтів;безконтрольної вирубки лісів;

інших факторів, обумовлених сільськогосподарським та індустріальним використанням земель.

Увипадку прискореної ерозії втрати ґрунту набагато перевищують його утворення, що призводить до різкого зниження ґрунтової родючості або навіть до виведення значних площ із сільськогосподарського використання.

За даними ООН, у світі за останні 100 років зазнали ерозії до 1 млрд. га земель, у тому числі близько 500 млн. га ріллі. Площа

132

сільськогосподарських угідь України, які зазнають згубного впливу водної ерозії становить 13,3 млн. гектар, дефляції – 6 млн. га, а в роки з катастрофічними пиловими бурями – 20 млн. га. Щорічно в Україні від ерозії втрачається до 500 млн. тонн ґрунту. З продуктами ерозії виноситься до 24 млн. тонн гумусу, 0,96 млн. тонн азоту, 0,68 млн. тонн фосфору, 9,40 млн. тонн калію. Урожайність сільськогосподарських культур на еродованих ґрунтах є на 20 - 60% нижчою, ніж на нееродованих. Втрати продукції рослинництва від ерозії перевищують 9 - 12 млн. тонн зернових одиниць за рік (за даними Загальнодержавної програми використання та охорони земель).

Крім безпосереднього впливу на продуктивність сільськогосподарських культур ерозія завдає значної шкоди довкіллю. Яри та промоїни створюють незручності для роботи сільськогосподарських машин, виводять з користування сотні тисяч гектарів родючих земель, руйнують шляхи та інші споруди. Частково змита маса ґрунту зноситься в річки та водойми, відбувається їх замулювання і заболочування, забруднення пестицидами і добривами.

Ерозія спричиняє прискорену абіотізацію природних комплексів, призводить до зростання посушливості, спустелювання, викликає зменшення біорізноманіття. Інтенсифікація ерозійних процесів та їх поширення на великі території спричиняють величезні збитки в сільському господарстві та загалом ставлять під загрозу безпечний розвиток людства.

Ефективне екологічно безпечне сільськогосподарське виробництво можливе лише за умови зменшення інтенсивності ерозії ґрунту до величини, яка є меншою, ніж допустима для даних ґру- нтово–кліматичних умов, припинення процесів яружної ерозії, покращення гідрологічного режиму ґрунтів тощо.

Загальною методологічною основою охорони ґрунтів від ерозії є системний та зональний підхід. Системний підхід передбачає застосування системного погляду на процес ерозії, на здійснення контролю, моделювання та прогнозу ерозії, а також на організацію заходів з охорони ґрунтів від ерозії. Зональний підхід передбачає зональну (регіональну) орієнтованість заходів з охорони ґрунтів від ерозії, тобто здійснення ґрунтозахисних робіт з обов’язковим урахуванням зональних (регіональних) природних та соціально-економічних умов.

133

Для непрямої оцінки ступеня розвитку ерозійний процесів можна скористатися наступною шкалою:

Таблиця 4.3

Нормативи для непрямої оцінки ерозійної небезпеки [45]

№	Показники					Характеристика ерозійної небезпеки
					Відсу-	Слабка	Помітна	Сильна		Катаст-
					тня					рофічна
1.	Розораність			те-	<40	40 - 45	45 - 50	50 - 60		>60
	риторії, %
2.	Співвідношення				<1,0	1 – 1,3	1,3 – 1,7	1,7 – 3,0		>3,0
	площ під ріллею
	і	стабільними
	земельними
	угіддями
3.	Еродованість				<20	21 - 30	31 -40	41 - 50		>50
	ріллі, %
4.	Розораність			зе-	<20	21 -30	31 - 40	41 - 50		>50
	мель		на ухилах
	> 2 град, %
5.	Клас		ерозійної		5	6 – 10	11 - 15	16 - 20		21 - 25
	небезпеки,			сума
	балів

Ґрунтозахисний комплекс на схилових землях являє собою систему взаємопов’язаних організаційно–господарських, агротехнічних, лісомеліоративних, гідротехнічних заходів.

Організаційно – господарські заходи включають правильну

(протиерозійну) організацію та використання земельної території, спеціалізацію господарства з відповідною структурою посівних площ, що встановлюється залежно від ступеня еродованості ґрунтів.

Протиерозійна організація території насамперед передбачає розміщення сільськогосподарських угідь залежно від рельєфу. Ерозійно небезпечні площі не можна відводити повністю під орні землі, а варто зберігати чи створювати на них якомога більше ділянок, смуг з природною трав’янистою, деревною чи чагарниковою рослинністю. Так, різного виду польові сівозміни можна розміщувати на рівнинних площах і пологих схилах з крутизною до 30. При цьому потрібно висаджувати впоперек схилу, (а в Степу на рівних площах – упоперек пануючих вітрів) через 500 - 600 м полезахисні лісосмуги.

На схилах від 3о до 5о залежно від їх складності і можливостей виконання на них інших протиерозійних заходів (агротехніч-

134

них, меліоративних тощо) можна розміщувати ґрунтозахисні польові сівозміни, в яких частка просапних культур невисока і під всі культури застосовується тільки протиерозійний обробіток ґрунту. Проте, краще на таких землях запроваджувати ґрунтозахисні кормові сівозміни з високою часткою багаторічних трав. Полезахисні й водорегулювальні лісосмуги тут висаджують через 300 - 350 м. А на схилах 5 - 70 потрібно розміщувати лише ґрунтозахисні сівозміни з поперечними водорегулювальними лісосмугами через 300 м. Схили понад 70 не можна розорювати, а використовувати як сіножаті і пасовища або інші природні угіддя (ліси) чи розміщувати на них багаторічні насадження (сади, ягідники, тощо) при виконанні додаткових протиерозійних заходів (терасування, залуження міжрядь, відкосів). На схилових сіножатях та пасовищах потрібно організовувати такий випас худоби, щоб не допускати пасовищної ерозії ґрунту, періодично проводити поверхневе або докорінне їх поліпшення.

Структуру посівних площ у польових та ґрунтозахисних сівозмінах слід розраховувати так, щоб забезпечувати як виробництво потрібної продукції, так і максимальний захист ґрунту від ерозії. Для цього можна використовувати принципову схему зміни співвідношення між культурами в сівозмінах залежно від крутизни схилів (рис.4.2).

Рис.4.2. Принципова схема зміни співвідношення між посівними площами різних за ґрунтозахисною здатністю культур у сівозмінах залежно від крутизни схилів: І – просапні; ІІ – однорічні культури суцільної сівби; ІІІ – багаторічні трави [48]

135

До організаційно – господарських заходів можна віднести так звані фітомеліоративні заходи, а саме: смугове розміщення культур у ґрунтозахисних сівозмінах; використання куліс на парових полях і буферних смуг на посівах просапних культур; використання післяжнивних, післяукісних та різних варіантів сумісних посівів і сидератів; застосування суцільного або смугового мульчування; контурне закладання багаторічних насаджень, залуження їх міжрядь, мульчування приштамбових смуг; залуження підвідних і відвідних водотоків та інші.

Лісомеліоративні заходи передбачають посадку різних лісових насаджень. За умов розчленованого рельєфу полезахисні лісосмуги розміщують на пологих схилах (до 2%), де вони знижують швидкість і силу вітру, регулюють сніговий покрив і сніготанення, сприяють зменшенню промерзання ґрунту, поліпшують його вод- но-фізичні властивості, безпосередньо впливають на поверхневий стік і зменшують його ерозійний вплив на розміщені нижче схили.

На крутих схилах водозборів розміщують інші протиерозійні лісонасадження, а саме: водорегулювальні снігорозподільні дворядні лісосмуги вздовж водозатримуючих чи водовідвідних валів, прибалкові лісосмуги уздовж бровок або суцільно заліснені схили балок; лісосмуги уздовж берегів, ярів; захисні насадження вздовж берегів водосховищ. Особливу захисну роль відіграють снігорозподільні лісосмуги на вододілах і вододільних плато.

Гідротехнічні заходи виконують для затримання, розсіювання та відведення паводкових і зливових вод з метою зменшення концентрації і зниження швидкості поверхневого стоку на схилах. Для цього створюють різні протиерозійні гідротехнічні споруди у вигляді терас різних типів, водозатримувальних і водовідвідних валів і канав – лотків, швидкотоків, підпірних стінок, перепадів та ін.

Агротехнічні протиерозійні заходи пов’язані з ґрунтозахис-

ними технологіями вирощування сільськогосподарських культур на орних еродованих землях. До них можна віднести агрохімічні і агрофізичні заходи підвищення протиерозійної стійкості ґрунту, затримання снігу та регулювання сніготанення, протиерозійний обробіток ґрунту.

Агрохімічні заходи включають застосування добрив, особливо органічних, оскільки систематичне їх внесення у достатніх кі-

136

лькостях сприяє збагаченню ґрунту на органічну речовину, поліпшенню фізичних властивостей, а в кінцевому результаті - підвищенню протиерозійної стійкості ґрунту.

Ефективне застосування органічних добрив способом мульчування ними поверхні ґрунту. Для цього можна використовувати перепрілий гній чи перегній, солому, лісову підстилку, торф і післязбиральні рештки. Мульча, поряд з удобрювальним значенням, відіграє позитивну роль у захисті ґрунту від руйнування ударами дощових крапель, поверхневого запливання й утворення кірки, надмірного висихання влітку і промерзання взимку, сприяє снігозатриманню і зменшенню поверхневого стоку та змиву.

До агрофізичних протиерозійних заходів відносять обробіток поверхні або поверхневого шару ґрунту комплексними синтетичними матеріалами – полімерними структуроутворювачами. Водоміцність структури зростає в 2 -3 рази, а змив ґрунту зменшується в 5 – 10 разів. Крім того, деякі полімери (поліакриламід, лігнін, полікомплекси та інші), позитивно діють на водно–фізичні і біологічні властивості, підвищують вміст доступних поживних речовин і врожай сільськогосподарських культур.

Зі спеціальних заходів затримання снігу та регулювання сніготанення найпоширеніші: застосування щитів на полях для затримання снігу, валкування снігу за допомогою сніговалкоутворювачів, використання кулісних посівів високостеблових культур (кулісні пари), смугове ущільнення та затемнення снігу.

Снігозатримання сприяє збільшенню товщини снігового покриву і зменшенню глибини промерзання ґрунту, внаслідок чого збільшується його водопроникність і зменшується поверхневих стік у 2 – 2,5 рази.

Мета протиерозійного обробітку – затримання і зменшен-

ня швидкості поверхневого стоку талих та дощових вод, підвищення водопроникності ґрунту, послаблення і сповільнення руху повітряних мас (вітру) над поверхнею ґрунту та забезпечення кращої стійкості його проти розмивання і видування.

В умовах дії водної ерозії на простих схилах усі заходи обробітку ґрунту, а також сівбу сільськогосподарських культур потрібно проводити впоперек напрямку схилу. Утворювані при цьому на поверхні ґрунту борозни та гребні сприяють затриманню поверхневого стоку і просочуванню більшої кількості води у ґрунт. На схилах до 1,50 крутизни поперечна оранка повністю виключає по-

137

верхневий стік, а на схилах до 2-2,50 зменшує його в 3 – 4 рази порівняно з оранкою вздовж схилу. На крутіших схилах змив ґрунтах зменшується у 15 – 30 разів.

На землях з рельєфом, утвореним складними схилами, оранку та інші обробітки краще проводити по горизонталях (контурно), щоб забезпечити поперечне положення гребенів і борозен у кожному місці складного схилу. Цей (контурний) обробіток найефективніше сприяє зменшенню змиву ґрунту на складних схилах крутизною до 30. На крутіших схилах, особливо за великого водозбору, коли значна маса стоку не може бути увібрана ґрунтом, контурна оранка менш ефективна. За цих умов краще проводити вузькозагінну оранку під гострим кутом до горизонталей, що забезпечує повільне стікання води і менше розмивання ґрунту.

Для зменшення поверхневого стоку і збільшення водопроникності та вологоємності ґрунту на схилах потрібно проводити глибокий обробіток на повнопрофільних ґрунтах Лісостепу і Степу, орати на зяб можна на глибину 27 – 30 см, а на змитих – на глибину окультуреного гумусового шару з додатковим розпушуванням підорного шару ґрунтопоглиблювачем.

Протиерозійне значення має і безполицева глибока оранка до глибини 40 см або глибокий плоскорізний обробіток упоперек схилу. Залишена на поверхні ґрунту стерня сприяє накопиченню снігу, меншому промерзанню ґрунту і, відповідно, підвищенню його водопроникності при сніготаненні, що зумовлює зменшення стоку і змиву.

Для посилення протиерозійного впливу на ґрунт поперечного основного обробітку на схилах запроваджують додаткові заходи: створення водозатримувального мікрорельєфу (валкота борозноутворення, ступінчаста різноглибинна оранка, лункування, переривчасте борознування), щілювання та кротування ґрунту тощо. Лункування ефективніше на схилах крутизною до 50 , а переривчате борознування – на крутіших.

У районах поширення вітрової ерозії всі заходи ґрунтозахисного землеробства, в тому числі й агротехнічні, повинні спрямовуватися на вирішення таких завдань: зниження швидкості вітру над поверхнею ґрунту і зменшення або зведення до мінімуму можливості виникнення лавинного ефекту; посилення протидефляційної стійкості ґрунту, поліпшення його фізичних властивостей; зменшення до безпечних розмірів пилозбірної площі полів.

138

У комплексі заходів, що застосовуються для вирішення цих завдань, важливе місце посідають агротехнічні, а серед них – протиерозійний обробіток ґрунту. Саме за умов посиленої вітрової ерозії обробіток ґрунту без перевертання скиби із залишенням на поверхні стерні є основою ґрунтозахисної системи землеробства. Тут для основного обробітку ґрунту використовують плоскорізні культиватори – глибокорозпушувачі, а також культиватори – плоскорізи.

Після обробітку ґрунту плоскорізами на його поверхні залишається до 80-85% стерні, завдяки цьому швидкість вітру на висоті зрізу зменшується в 1,5-2 рази, тому видування ґрунту зводиться до мінімуму або зовсім відсутнє залежно від ступеню його оструктуреності і розпиленості. У зимовий період стерня сприяє рівномірному розподілу снігу на полі, такому ж сніготаненню, що веде до кращого зволоження ґрунту, збереження його структури та підвищення стійкості до видування.

Для захисту осушених торфових ґрунтів від вітрової ерозії в Поліссі потрібно не допускати надмірного їхнього пересихання і якнайдовше утримувати їх під рослинністю.

Найбільш ефективний захист від ерозії забезпечує застосування не окремих заходів, а їх взаємоузгодженого комплексу, де вони доповнюють і підсилюють ґрунтозахисну дію кожного.

На територіях зі складним рельєфом і високою потенційною небезпекою прояву ерозійних процесів рекомендується впрова-

джувати ґрунтозахисну контурно-меліоративну організацію всієї території землекористування (КМОТ). При цьому структура земельних угідь і посівних площ, поля і робочі ділянки органічно вписуються у структуру природних ландшафтів шляхом поєднання або узгодження штучних лінійних рубежів із природними.

КМОТ проектується в межах землекористування господарств різних форм власності, акціонерних товариств, державних підприємств, фермерських господарств з урахуванням організації території прилеглих землекористувань, які мають єдині водозбірні площі басейнів невеликих річок, балок і малих водозборів.

Основою контурної організації території є диференційоване використання земельних угідь залежно від її ґрунтоволандшафтних умов і ґрунтозахисної здатності сільськогосподарських культур. Під час проектування проводять диференціацію або групування земель залежно від типу використання. Лінійні ру-

139

бежі розміщують упоперек схилів у напрямку наближення до горизонталей місцевості. Контурні рубежі на місцевості позначають різними засобами постійного порядкування території: валами різних типів, лісосмугами, буферними смугами з багаторічних трав. При цьому враховують існуючу гідрографічну мережу, яка виконує функції водотоків для безпечного скидання надлишку талих і зливових вод (залужені улоговини, днища балок, штучні споруди) у річки, ставки, водоймища, озера. Усі ці елементи в комплексі створюють ерозійно–стійкий культурний агроландшафт (рис.4.3).

Рис 4.3. Схема контурно-меліоративної організації території [48]:

1 — водоохоронна зона, засаджена деревами; 2 — тераси на крутих схилах, засаджені плодовими деревами; 3 — профільована дорога; 4 — придорожній кювет; 5 — межа першого порядку (а — вал-дорога; б — канава, в — лісосмуга); 6 — вал-розпилювач стоку; 7 — крутий схил, засаджений лісом; 8 — яр, засаджений лісом; 9 — межа третього порядку; 10 — прияружний водовідвідний вал; 11 — межа другого порядку (а — вал, який засівається, б — канава, в — два ряди дерев з обох боків канави); 12 — виположений яр

Усі земельні масиви залежно від крутизни схилів, дії на них ерозійних процесів та еродованості ґрунту поділяються на три еколого-технологічні групи (ЕТГ).

Перша група включає більш рівнинну частину земель – плато і схили крутизною до 30. Тут розміщують зерно–просапні сівозміни, які насичують просапними, а також іншими культурами,

140