111_agroekolog

що характеризуються порівняно малою ґрунтозахисною здатністю. Ці культури вирощують за будь-якими технологіями.

У межах першої групи земель, ще виділяють дві технологіч-

ні підгрупи:

1а – рівнинні землі (крутизна до 10, на яких можна проводити обробіток ґрунту і сівбу в будь–якому напрямку;

1б – схилові землі (крутизна 1-30), на яких обробіток ґрунту і сівбу потрібно проводити впоперек схилу чи по горизонталям або під кутом до горизонталей.

До другої еколого-технологічної групи належать землі, розташовані на схилах від 3 до 5 0 (70), де переважають слабо- і середньозмиті (еродовані) ґрунти. На цих землях розміщують переважно ґрунтозахисні зерно-трав’яні чи трав'яно-зернові сівозміни із застосуванням ґрунтозахисних технологій вирощування сільськогосподарських культур. Для диференціювання інтенсивності і щільності застосування протиерозійних заходів, корегування ґрунтозахисних сівозмін (за ступенем насиченості багаторічними травами) землі другої ЕТГ також поділяються на дві технологічні підгрупи:

2а – схили від 3 до 5 0 без наявності улоговин; 2б – схили від 5 до 7 0, а також від 3 до 50 з наявністю улого-

вин.

Землі підгрупи 2б рекомендується тимчасово виводити з обробітку під залуження для створення сіножатей.

Земля третьої еколого-технологічної групи – це схили кру-

тизною понад 70 (середньота сильнозмиті ґрунти). Ці землі повністю виводять з обробітку з наступним природним або культурним залуженням або залісненням.

Така система використання земель на рівнинах і схилах різної крутизни супроводжується певними агротехнічними особливостями при вирощуванні різних груп культур.

Контурно-меліоративна організація території також включає цілу систему гідротехнічних споруд і заходів. Зазначені ЕТГ земель розділяють рубежами першого порядку. Це водорегулювальні вали чи вали–дороги з лісосмугами на нижньому краю. Їх проектують так, щоб виключити перелив чи розрив водозатримувального вала за будь-якого паводка. Іноді паралельно створюють рубежі другого порядку, які забезпечують зменшення водозабірної площі щодо рубежів першого порядку. На однобічних простих

141

схилах усі рубежі розміщують прямолінійно з відхиленнями, що не перевищують 50, а в районах з надмірним зволоженням – під кутом 5-100 до горизонталей. На розсіювальних і збиральних складних схилах їх розміщують переважно по контуру.

Якщо рубежі першого і другого порядків недостатньо зменшують поверхневий стік і не гасять його швидкість, то проектують рубежі третього порядку.

Вершини ярів і вимоїн відсікають водозатримувальними і відвідними валами. А далі проводять виположування ярів і засипання та вирівнювання вимоїн. У великих ярах, які не можна виположити, насаджують ліс та кущову рослинність, щоб закріпити їхні схили.

Ефективний захист земель від ерозії можна здійснювати тільки на засадах прогнозування і врахування ерозійної небезпеки, яка змінюється у просторі та часі. Найбільш важливим фактором ерозії є рельєф, який значною мірою обумовлює потужність водних потоків. Тому ґрунтозахисні заходи головним чином спрямовано на адаптацію землеустрою та землеробства до рельєфу з метою максимально можливого зменшення ризику ерозії.

Лабораторія охорони ґрунтів від ерозії ННЦ ІГА провела кількісний аналіз проявлення і потенційної небезпеки ерозійних процесів на території України. Складено серію карт, на яких здійснене поелементне районування земель. Воно дає уявлення про розповсюдження і ступень прояву ерозії ґрунтів. Критерії оцінки ерозійних процесів базуються на таких показниках:

середньорічні втрати ґрунту, т/га;

коефіцієнт еродованості ґрунтового покриву (КЕГП), %;

шар потенційного рідкого стоку (ПС), мм/рік;

показник проявлення ерозії ґрунтів (ППЕГ), %:

			ПС
		ПС
	ППЕГ		КЕГП		100,
		ПС

де ПС – потенційний стік 10%-вої забезпеченості, мм; КЕГП – коефіцієнт еродованості ґрунтового покриву.

За ступенем вираженості цих показників виділено сприятливий, нормальний, задовільний, передкризовий, кризовий, катастрофічний стан ерозійнонебезпечних агроландшафтів України.

142

Узагальнені дані стосовно нормативів ерозійних процесів та необхідні заходи при різних ступенях ерозійної небезпеки наведені в табл. 4.4, 4.5.

Така оцінка агроекологічного стану ґрунтового покриву вчасно інформує про необхідність запроваджувати заходи, щодо відтворення родючості та раціонального використання еродованих земель. Чим більша небезпека розвитку ерозійних процесів, тим надійнішим повинен бути ерозійний захист.

							Таблиця 4.4
Нормативи водноерозійних процесів [45]
Ступінь розвит-	Нормативи		за	окремими	Протиерозійні заходи
ку водноерозій-	показниками
них процесів
1			2			3
1. Нормальний	а)	Норма	середньорічної		Загальноприйняті			техноло-
	ерозійної втрати ґрунту:				гії вирощування сільського-
	- дерново-підзолисті і ясно-				сподарських культур та ін-
	сірі ґрунти: 1,8-2,4 т/га;				шого використання земель-
	- сірі і темно-сірі ґрунти: 2,2				них ресурсів без додатково-
	– 2,5 т/га;				го	протиерозійного		упоряд-
	- чорноземні ґрунти: 2,6 –				кування території.
	4,5 т/га;
	- темно-каштанові і кашта-
	нові: 2,0 – 2,5т/га;
	б)	фактична	еродованість
	істотно не впливає на родю-
	чість ґрунтів, тобто серед-
	ньозважений			коефіцієнт
	еродованості		не	перевищує
	1,05;
	в) ППЕГ<5;
	г) ПС<5,0.
2. Задовільний	а) Щорічні ерозійні втрати				Критичний аналіз техноло-
	ґрунту перевищують «нор-				гій	використання		земель-
	му» в 1,5-3 рази;				них ресурсів. Виявлення і
	б)	коефіцієнт еродованості			усунення грубих помилок у
	ґрунтового покриву колива-				технологічному			процесі.
	ється в межах 1,05 <К <1,10;				Зниження		сільськогоспо-
	в) 5,1 <ППЕГ <10,0;				дарського навантаження на
	г) 5,1 <ПС <8.				ландшафти		(зменшення
					площі ріллі,		мінімізація
					технологій тощо).

143

Продовження табл. 4.4

	1		2			3
3.	Передкризо-	а)	Щорічні ерозійні втрати	Розробка генеральної схеми
вий		ґрунту перевищують «нор-		протиерозійних				заходів.
		му» в 3-5 разів;		Невідкладний			перехід на
		б)	коефіцієнт еродованості	екологічно «чисті» техноло-
		ґрунтового покриву колива-		гії. Агроландшафтне проти-
		ється в межах 1,1<К<1,15;		ерозійне упорядкування на
		в) 10,1<ППЕГ<15,0;		підставі		зроблених		інжене-
		г) 8,1 <ПС<15,0.		рними методами проектів.
4. Кризовий		а)	Щорічні ерозійні втрати	Різке скорочення ріллі (не
		ґрунту перевищують «нор-		менш ніж на 40 – 50%).
		му» в 5–7 разів;		Зміна	спеціалізації				сільсь-
		б)	Коефіцієнт еродованості	кого господарства, форму-
		ґрунтового покриву колива-		вання кормової бази за ра-
		ється в межах 1,15<К<1,20;		хунок природних кормових
		в) 15,1<ППЕГ <20,0;		угідь.	Повсюдне			суцільне
		г) 15,1 <ПС <25,0.		заліснення малорозвинених
				сильнодеградованих та ма-
				лопродуктивних				земель.
				Систематичний			всебічний
				контроль за використанням
				земель,		налагоджування
				оперативного кризового мо-
				ніторингу.
5.	Катастрофіч-	а)	Щорічні ерозійні втрати	Планування			спеціальної
ний		ґрунту перевищують «нор-		меліорації і рекультивації
		му» більш ніж у 7 разів;		земель.		Скорочення			ріллі
		б)	Коефіцієнт еродованості	більш ніж на 50%. Оголо-
		ґрунтового покриву К пере-		шення території зоною еко-
		вищує 1,20;		логічного лиха, що потребує
		в) ППЕГ >20,1;		державних заходів відпові-
		г) ПС >25,1.		дно до чинного законодав-
				ства.

				Таблиця 4.5
Нормативи вітроерозійних процесів і посух [45]
Ступінь роз-	Переви-	Періодичність		Протиерозійні заходи
витку вітро-	щення	посух,	зни-
ерозійних	втрат ґрун-	ження	ГТК,
процесів	ту над но-	перенесення
	рмою ерозії	пилу
	(разів)
1	2	3		4
1. Нормати-	в 1-20	_		Звичайні або ґрунтозахисні
вний (сприя-				технології.
тливий)

144

						Продовження табл. 4.5
	1	2	3			4
2.	Задовіль-	в 20-30	Перенесення		Мінімальні, аж до «нульових»,
ний			пилу з інших		технології обробітку ґрунту.
			регіонів		Потрібні інженерні розрахун-
					ки втрат ґрунту.
					Відстані між основними лісо-
					смугами не більше 15-20-
					кратної висоти насаджень.
3.	Передкри-	в 30-50	Перенесення		Ґрунтозахисні системи обробі-
зовий			пилу з інших		тку ґрунту. Інженерні розра-
			регіонів		хунки втрат ґрунту і розраху-
					нки	оптимальних відстаней
					між основними лісосмугами.
4. Кризовий		в 50-100	Перенесення		Мінімальні системи ґрунтоза-
			пилу,	посухи	хисних обробітків. Обов’язкові
			1 раз в 1,5-3,5		розрахунки втрат ґрунту і оп-
			роки, ГТК-0,2		тимальних відстаней між лі-
			– 0,3		сосмугами. Необхідні зміни у
					співвідношенні		основних
					угідь,	помірне	зволоження
					при зрошенні.
5.	Катастро-	> 100	Посухи	1 раз	Необхідні зміни у співвідно-
фічний			в 1,5-2 роки,		шенні площ основних угідь.
			ГТК - 0,2 – 0,3		Спеціальні меліорації і ради-
					кальні зміни системи госпо-
					дарювання, заходи проти осо-
					лонцювання, засолення ґрун-
					тів та спустелювання.

4.2.2. Процеси дегуміфікації ґрунтів

Під дегуміфікацією розуміють втрати ґрунтом органічної речовини, зокрема його специфічної частини – гумусу.

Гумус відіграє велику роль у ґрунтоутворенні завдяки участі в колообігу, геохімічній міграції та акумуляції значної частини зольних елементів. Він забезпечує створення агрономічно цінної структури, сприятливих водно-фізичних характеристик ґрунту. Від його вмісту в значній мірі залежать такі властивості ґрунту як теплоємність, теплопровідність, буферність відносно зміни реакції ґрунтового розчину. Велике значення органічних речовин для родючості ґрунтів визначається вмістом у їхньому складі біологічно активних сполук, які впливають на фізіологічні процеси в рослинах. Важко переоцінити значення органічної речовини ґрунту в

145

забезпеченні рослин азотом, фосфором, сіркою і деякими мікроелементами.

Вміст гумусу в ґрунтах України залежить від зональності ґрунтоутворення, а також від типу і гранулометричного складу ґрунтів, характеру ґрунтоутворюючих порід і кліматичних умов. У різних типах ґрунтів вміст гумусу в орному шарі на території України змінюється від 1,0 до 6,5%. Найменше гумусу міститься у верхньому шарі ґрунтів Полісся. Так, в орному шарі дерновопідзолистих ґрунтів його питома вага становить 0,7 – 2%, або 21 – 56 т/га. У ґрунтах Лісостепу кількість гумусу зростає: в орному шарі ясно-сірих лісових ґрунтів залежно від гранулометричного складу вона становить 1-2,5% (28 – 65 т/га), сірих лісових – 1,2-3% (42 – 98 т/га), темно-сірих лісових – 2-3,6% (84 – 140 т/га), чорноземів опідзолених – 2-4,9% (84 – 149 т/га), чорноземів типових – 4- 6% (144 – 216 т/га).

Устеповій зоні кількість гумусу в ґрунтах поступово зменшується у напрямку півдня. Найбільший його обсяг мають чорноземи звичайні – 4-6% (144 – 216 т/га), у чорноземах південних – 2,5– 3,5% (97 – 126 т/га), у темно-каштанових солонцевих ґрунтах – 1,5- 2,7% (59 – 105 т/га). Отже, за вмістом гумусу ґрунти України характеризуються значним різноманіттям.

Під впливом сільськогосподарської діяльності людини порушується природний хід гумусоутворення, зменшується кількість і змінюється якість органічної маси решток рослин, інтенсивність і спрямованість процесів гуміфікації. У перші роки після освоєння цілинних земель спостерігається значне зменшення вмісту гумусу, з часом ці темпи поступово знижуються. За даними Г.Я. Чесняка [38] на чорноземах глибоких західного Лісостепу у перші п’ять років після розорювання цілини розкладання органічних речовин ґрунту щорічно становить 2,9% (14,6% за 5 років), у наступні 15 років – 0,5% (7,6% за 15 років), у наступні 80 років – лише 0,08%.

Уцілому, за сторічний період (1882 – 1981) втрати гумусу у ґрунтах Полісся склали 18,9%, у Лісостепу – 21,9 та у Степу – 19,5%, а середньорічні втрати гумусу на Поліссі досягли 0,18 т/га,

уЛісостепу – 0,37, у Степу – 0,3 т/га.

Великі втрати гумусу обумовлені процесом ерозії. Його вміст у слабоеродованих чорноземах зменшується на 5 – 10%, середньо-

146

еродованих – на 25 – 30 і у сильноеродованих – 35 – 40% порівняно з їхніми повнопрофільними аналогами.

Зниження вмісту гумусу у ґрунтах супроводжується зниженням його якості. У складі гумусу зменшується частка рухомого гумусу, відносно зростає його інертна частка. Пасивний гумус не бере активну участь в енергетичному обміні ґрунту, дуже повільно віддає поживні речовини. Тому він слабо впливає на ефективну родючість ґрунту навіть за умови, що його запаси залишаються суттєвими.

Для забезпечення високих і сталих врожаїв сільськогосподарських культур, а також для запобігання негативним явищам у землеробстві необхідно, щоб ґрунт мав оптимальний вміст гумусу. Параметри фактичного і оптимального вмісту гумусу у ґрунтах різних зон України наведені у табл. 4.6.

Таблиця 4.6

Фактичний і оптимальний рівні вмісту гумусу у ґрунтах України [42]

Ґрунтова зона		Вміст гумусу, %
	фактичний		оптимальний	різниця
Степ	3,5		4,3	-0,8
Лісостеп	3,3		4,3	-1,0
Полісся	1,9		2,6	-0,7
У середньому по Україні	3,1		4,0	-0,9

Зміни вмісту гумусу у ґрунті залежать від співвідношення процесів його новоутворення і мінералізації. За результатами наукових досліджень встановлено, що на ґрунтах без внесення добрив і хімічних меліорантів при існуючій на теперішній час структурі посівних площ, процеси мінералізації переважають над новоутворенням гумусу. Щорічні втрати гумусу становлять: на Поліссі – 0,7-0,8 т/га, у Лісостепу – 0,6-0,7, у Степу – 0,5-0,6, у цілому по Україні – 0,6-0,7 т/га. При внесенні органічних добрив та заорюванні залишків побічної продукції рослинництва інтенсивність втрат гумусу зменшується до 0,25 т/га (при внесенні у середньому за рік 5,8 т/га гною).

Для зменшення втрат гумусу і досягнення бездефіцитного або позитивного балансу гумусу необхідно збільшити обсяги внесення органічних добрив у Степу до 8,8, у Лісостепу – 10,7, у Поліссі – 14,3 т/га сівозмінної площі на рік.

147

За недостатньої кількості органічних добрив для покриття втрат гумусу в ґрунті можна використовувати залишки побічної продукції рослинництва. Одна тонна соломи зернових колосових і кукурудзи забезпечує 0,2 т гумусу. Крім того, зменшення втрат гумусу досягається мінімізацією обробітку ґрунту, збільшенням посівних площ багаторічних трав, оптимізацією співвідношення у сівозмінах просапних культур та культур суцільного посіву, застосуванням хімічних меліорантів (вапно, дефекат, гіпс), які зумовлюють закріплення гумусу на поверхні мінеральної частини ґрунту.

Додатковими джерелами надходження органічної речовини у ґрунт можуть бути сидерати, сапропелі, осад міських стічних вод, тверді побутові відходи. Розробляються нові види органомінеральних добрив, які стимулюють гумусоутворення та підвищують урожайність сільськогосподарських культур.

Отже, дефіцит балансу органічної речовини ґрунту при інтенсифікації сільськогосподарського виробництва можна ліквідувати за рахунок інтенсивного біологічного колообігу речовин у системі ґрунт – рослини. Основою такого регулювання є агротехнічні заходи, які сприяють більшому надходженню у ґрунт органічних речовин у вигляді кореневих, післяжнивних решток та органічних добрив, а також створюють сприятливі умови для їхньої гуміфікації.

Гумус як один із важливих показників родючості ґрунтів позитивно впливає на властивості та урожайність сільськогосподарських культур. Тому накопичення його в ґрунті є обов’язковою умовою відновлення та підвищення родючості ґрунтів.

4.2.3. Агрофізична деградація ґрунтів

Агрофізична деградація рослин виявляється у порушенні оптимальних для розвитку і росту культурних рослин фізичних властивостей кореневмісного шару ґрунту.

Головними показниками, що характеризують агрофізичний стан орних ґрунтів, є щільність складення, структурно-агрегатний стан та водопроникність.

Фізичні параметри основних типів ґрунтів України істотно різняться у географічному просторі України. Ґрунти Полісся завдяки легкому гранулометричному складу, високій щільності і низькому рівню агрегованості мають малосприятливі фізичні параметри. Агрофізичні властивості ґрунтів Лісостепу і степової зо-

148

ни сприятливі як в агрономічному, так і в загальному екологічному розумінні. Темно-каштанові солонцеві ґрунти сухого Степу мають несприятливі фізичні властивості.

У цілому, параметри агрофізичних властивостей основних ґрунтів України відповідають середньому рівню окультуреності. Діагностичні критерії рівнів окультуреності наведені в табл. 4.7.

Таблиця 4.7

Діагностичні критерії рівнів окультуреності чорноземів за агрофізичними показниками в орному шарі [38]

Рівень окульту-	Структурно – агрегатний		Рівноважна	Водопроник-
реності	склад, %		щільність,	ність, мм/год
	повітряно-	водотривкі	г/см3	(середня за 6
	сухі агрега-	агрегати		год спостере-
	ти від 10 до	крупніше		жень)
	0,25 мм, %	0,25 мм, %
Високий	70 – 80	4555	1,1 – 1,2	60 – 90
Середній	6070	35 - 45	1,2 – 1,3	30 - 60
Низький	<60	<35	>1,3	>30

Сучасні зміни агрофізичного стану орних земель визначаються інтенсивністю їхнього використання і залежать від багатьох факторів, які мають неоднозначний вплив. Позитивну роль відіграють застосування органічних добрив, кальцієвмісних меліорантів, мінімізація обробітку, травосіяння. До негативних факторів слід віднести надмірний інтенсивний механічний обробіток, ущільнюючу дію сільськогосподарської техніки і безконтрольне зрошення.

В умовах низької культури землеробства значно погіршує агрофізичні властивості дія на ґрунт важкої сільськогосподарської техніки. Часті проходи агрегатів по полю за інтенсивного обробітку спричиняють надмірне ущільнення ґрунту ходовими системами тракторів, машин і знарядь. Так, тільки під час допосівних обробітків і сівби сліди від ходових систем тракторів і сільськогосподарських машин та знарядь займають від 30 до 80% поверхні поля. За такого багаторазового впливу на ґрунт сучасної техніки ущільнення проходить не тільки у вертикальному (на глибину від 20 до 60 см і більше), а й у горизонтальному від центру сліду машини напрямку на відстань 30 – 70 см.

Установлено, що у колії всіх тракторів і, у першу чергу, колісних типу Т-150К щільність ґрунту до глибини 20-30 см може зростати на 0,2 г/см3 порівняно з неущільненим аналогом і досягати

149

1,3 – 1,5 г/см3. Вміст повітря у ґрунті при цьому знижується майже вдвічі, твердість зростає у 3-4 рази, а водопроникність зменшується у 3-5 разів. Різко погіршуються параметри таких показників, як між- і внутрішньоагрегатна шпаруватість, спостерігається помітне ущільнення окремих агрегатів.

Унаслідок ущільнення зменшується ступінь кришення ґрунту, зростає його опір знаряддям обробітку, що, у свою чергу, призводить до додаткових витрат значної кількості енергетичних ресурсів і коштів, розтягування строків обробітку і зниження його якісних показників. Ступінь ущільнення залежить від гранулометричного складу ґрунту, його щільності і вологості, маси машин та характеристик їхньої ходової системи.

Відомо, що найбільше ущільнюються вологі ґрунти важкого гранулометричного складу і набагато менше – сухі ґрунти легкого гранулометричного складу. Виходячи з цього принципу всі орні ґрунти України за ступенем схильності до ущільнення поділені на чотири класи (рис. 4.4).

Рис. 4.4. Ступінь схильності ґрунтів України до ущільнення (2 – слабкий, 3 – середній, 4 – високий, 5 – дуже високий) [42]

150