111_agroekolog

Найчастіше використовують коефіцієнт зволоження, запропонований Г.М. Висоцьким та розроблений М.М. Івановим:

КЗ Рf ,

де Р - річна кількість опадів, мм;

f - випаровуваність за рік, визначена за випаровуванням з поверхні водойм, мм.

У межах кліматичних зон України згідно з коефіцієнтом М.М. Іванова виділяються наступні зони зволоження (зони за забезпеченістю рослин вологою):

Волога – (КЗ 1,33-1,00). Річна сума опадів перевищує випаровуваність, але в основний період вегетації випаровуваність вища за опади. Ця зона охоплює Полісся з листяними лісами на дерново-підзолистих ґрунтах.

Напівволога (КЗ 1,0-0,77). Відповідає лісостеповій зоні на сірих лісових ґрунтах і чорноземах. Коефіцієнт зволоження 1,00 свідчить про збалансованість річних опадів і випаровування.

Напівпосушлива (КЗ 0,77-0,55). Охоплює степову частину країни на чорноземах звичайних.

Посушлива (КЗ 0,55-0,41). Степ на чорноземах південних. Дуже посушлива (КЗ 0,41-0,33). Степ на темно-каштанових

і каштанових ґрунтах.

На вологозабезпеченість конкретних місць існування впливає ще і рельєф місцевості, бо пересіченість сприяє перерозподілу і концентрації потоків води, від експозиції схилів залежить швидкість танення снігу та здатність до снігоутримання. Перерозподіл води на рельєфі є суттєвим чинником водної ерозії. Тому для характеристики стоку використовують таке поняття як модуль стоку (об’єм стоку в одиницю часу з одиниці площі водозбору в л/с з га). Величина модуля стоку говорить про непродуктивні втрати вологи на певній території, імовірність забруднення водойм нітратами, пестицидами через поверхневий стік з сільськогосподарських угідь. У гірській місцевості величина стоку різко зростає через інтенсивні рубки лісу, що посилює і ерозію ґрунту, і імовірність паводків.

Оцінка посух. Атмосферні посухи, тобто спекотні періоди без дощів і з вологістю повітря менше 30-35%, які пов’язані зав-

41

жди з антициклональним режимом погоди, зазвичай супроводжуються ґрунтовими посухами. Вони проявляються у зниженні вологозапасів у ґрунті до вологості в’янення, перегріві ґрунту, підвищенні концентрації ґрунтового розчину до токсичних рівнів. Особливо гостро посухи проявляються на солонцюватих та засолених ґрунтах.

Ослабленню посухи сприяє близьке залягання підґрунтових вод, якщо корені рослин досягають капілярної кайми. Завдяки капілярному зволоженню ґрунт менше перегрівається. Різниця температур сухих і вологих ґрунтів на поверхні може досягати 200С, що позначається і на температурі, і вологості приземного шару повітря.

Частота і тривалість посух збільшується від Лісостепу до сухого Степу. Вони можуть тривати від декількох днів до 3-4 місяців (табл. 1.8). 2-3 рази за століття посуха буває навіть у лісовій зоні.

				Таблиця 1.8
Середня і найбільша тривалість посух (А.С. Утєшев)
Природна зона		Тривалість посух, дні
	середня за		найбільша	абсолютний
	рік		за сезон	максимум
Периферія лісової зони	15		38-52	-
Лісостеп	32		69	-
Чорноземний Степ	42-48		76-92	100
Сухі степи і напівпустелі	37-69		84-115	125

Як агрокліматичний показник посух по відношенню до ярих культур запропонований гідротермічний коефіцієнт (ГТК) за період травень - липень. Взагалі, ГТК - це показник зволоженості вегетаційного періоду, що розраховується діленням помноженої на 10 суми опадів на суму активних температур (понад 100С) та за певний період:

ГТК=10Σопад/Σt0,

де Σопад – сума опадів за місяці з середньою температурою, вищою за +100С;

Σt0 – сума середньодобових температур, вищих за 100С.

Рівень зволоженості оцінюється за шкалою: ГТК 0,5-0,7 - слабка; 0,8-1,0 – недостатня; 1,1-1,5 – оптимальна; більше 1,5 – надлишкова. Для лісової зони при середньому багаторічному значенні ГТК 1,2 показник посухи склав 0,7; для лісостепової зо-

42

ни при середньому ГТК 0,8 показник посухи дорівнює 0,6; для степової зони при середньому ГТК 0,6 показник посухи становить

0,5.

Більшість вчених надійнішим показником посухи вважають вологість орного шару ґрунту (0-20 см). Спостереження показали, що зниження запасів продуктивної вологи в орному шарі до 19 мм варто вважати початком посушливого періоду, а 9 мм – початком сухого періоду [15].

За строками проявлення виділяють п’ять типів посух: ранньовесняна, весняно – літня, літньо – осіння, комбінована і стійка.

Ранньовесняна посуха проявляється в період від початку польових робіт до червня. Вона несе особливу шкоду рослинам через швидке висихання верхнього шару ґрунту. Відповідно, сходи стають рідкими, затримується кущіння і утворення вторинних коренів. У таких умовах у ярих злаків формується закороткий зачатковий колос з меншою кількістю зернин. Урожайність зернових при цьому навіть за сприятливого літнього зволоження не перевищує 6 - 8 ц/га.

Весняно-літня посуха проявляється в травні – червні. Особливий збиток ярим зерновим вона наносить до розвитку вторинних коренів, тоді рослини втрачають можливість ефективно використовувати ґрунтову вологу і поживні речовини.

Озимі відносно легко переносять весняно – літню посуху, якщо вирощуються по чистим парам, але їх врожайність різко зменшується по зайнятим парам. Пізні просапні культури менше страждають, якщо буде достатня кількість вологи в липні - серпні.

Літньо – осіння посуха проявляється у другій половині літа і становить небезпеку для ярих злаків, бо викликає «захват» зерна в період наливу, а також для пізніх культур під час формування репродуктивних органів. Озимі культури її уникають, як і скоростиглі сорти.

Комбінована посуха (переривчаста) проявляється в різний час вегетації і чергується з вологими періодами. Вона менш шкідлива порівняно з іншими видами посухи через присутність достатньої кількості вологи в ґрунті.

Стійка посуха охоплює найбільшу частину вегетаційного періоду – з ранньої весни до кінця липня. Така посуха уражує всі польові культури, наносячи найбільшу шкоду землеробству. З

43

агротехнічних заходів їй протистояти здатні лише чисті пари і снігозатримання.

Впливає на вологозабезпеченість і вітровий режим місцевості. Сильні холодні вітри збільшують втрати тепла рослинами на випаровування і транспірацію. З вітровим режимом пов'язаний перерозподіл снігового покриву і опадів, втрати ґрунту через дефляцію.

До небезпечних метеорологічних проявів відносять суховії. Під суховіями розуміють горизонтальний потік повітря з підвищеною температурою і низькою відносною вологістю. Суховії, як і посухи, розвиваються головним чином у повітряних масах, що приходять з півночі. Шкідлива дія суховію на рослини суттєво проявляється за швидкості вітру більше 5 м/с, температури вище 250С і відносної вологості повітря менше 30%. Такі явища за теплий сезон у лісовій зоні бувають у середньому 1-2 дні, в лісостеповій – 15-20, степовій – 30-60 днів. Для лісостепової і степової зони характерні два максимуми суховіїв: один навесні, інший у середині або кінці літа.

1. 3.4. Роль едафічних факторів для розвитку рослин

Едафічними називають екологічні фактори розвитку живих організмів, що пов’язані зі структурою, умовами та станом ґрунтів. Вплив ґрунтових факторів на формування врожаю в значній мірі залежить від гумусного стану ґрунтів, гранулометричного і мінералогічного складів, потужності орного шару, ступеня окультуреності.

Засновник учення про ґрунт російський вчений В.В. Доку-

чаєв визначив ґрунт як самостійне природно-історичне органомінеральне тіло, яке виникло на поверхні земної кори внаслідок тривалої взаємодії материнських гірських порід та тваринних і рослинних організмів у певних умовах клімату та рельєфу протягом часу і відзначається такою характерною ознакою як

родючість.

Під родючістю розуміють здатність ґрунту як компоненту біосфери забезпечувати необхідні для життєдіяльності рослин земні умови, що визначають поживний, водноповітряний, температурний, окисно-водневий та інші режими.

Виділяють такі фізико-географічні і агроґрунтові зони України (М.І.Полупан, 1987):

44

Зона змішаних лісів дерново-підзолистих типових і оглеєних ґрунтів Полісся;

Лісостепова зона чорноземів типових і сірих опідзолених ґрунтів;

Степова зона чорноземів звичайних і південних;

Сухостепова зона темно-каштанових і каштанових ґрунтів;

Ґрунтові зони Українських Карпат;

Ґрунтові зони гірського Криму.

Узагальній структурі орних земель найбільшу площу (67,7% від площі ріллі) займають чорноземи. Вони найбільш родючі, з високим вмістом гумусу.

Кожний ґрунт має свій специфічний профіль, який складається з генетичних горизонтів, що закономірно змінюють один одного по вертикалі і характеризуються специфічними морфологічними (зовнішніми) ознаками.

До морфологічних ознак відносять: будову ґрунтового профілю, колір, структуру, гранулометричний склад, новоутворення, включення та інші. Ґрунтовий профіль відтворює процеси, які брали участь у ґрунтоутворенні і сформували цей ґрунт, а також сучасні процеси, дає повне уявлення про його родючість. Ґрунтовий профіль і генетичні горизонти можуть мати різну глибину. Глибина профілю у різних ґрунтах коливається від 15-20 до 150200 см.

При оцінці вимогливості культур до фізичних умов ґрунтів традиційно основна увага приділяється гранулометричному складу. Гранулометричний склад ґрунтів характеризується рі-

зноманіттям компонентів, що їх формують (табл. 1.9).

Таблиця 1.9

Гранулометричний склад ґрунту

Складові ґрунту	Діаметр агрегатів, мм
Хрящ:
Камінці	Більше 3
Гравій	1-3
Фізичний пісок	Більше 0,01
Фізична глина	Менше 0,01
Колоїди	Менше 0,0001

Залежно від вмісту найдрібніших часток (менше 0,01 мм)

ґрунти за гранулометричним складом поділяють на піщані пу-

45

хкі (0-5%), зв’язані піщані (5-10%), супіщані (10-20%), суглинкові легкі (20-30%), суглинкові середні (30-40%), суглинкові важкі (4050%), глинисті легкі (50-65%), глинисті середні (65-80%), глинисті важкі (більше 80%).

Більшість рослин відрізняє екологічна приуроченість до певних категорій ґрунтів. Наприклад, кукурудза, слива, вишня погано ростуть на піщаних ґрунтах. Ставлення різних культур до гранулометричного складу ґрунту наведено в табл. 1.10.

Оптимальний вміст фізичної глини для багаторічних плодових насаджень знаходиться в межах 30-65% (В.Ф. Вальков).

Таблиця 1.10

Ставлення рослин до гранулометричного складу ґрунту (В.Ф. Вальков)

Рослини, що надають перевагу ґрунтам

піщаним і	середнє- і легко-	структурним важ-	слабоструктурним
супіщаним	суглинковим	косуглинковим і	злитим важкосуг-
		глинистим	линковим і глини-
			стим
Озиме жито	Сорго	Пшениця	Рис
Яре жито	Овес	Ячмінь	Кукурудза
Картопля	Просо	Кукурудза	Люцерна синєгіб-
Кавун	Жито	Жито	ридна
Диня	Гречка	Соя	Слива
Гарбуз	Ячмінь	Соняшник	Вишня
Еспарцет	Соя	Квасоля	Гранат
Черешня	Соняшник	Льон	Хурма
Люцерна жо-	Квасоля	Цукровий буряк	Пирій
вта	Горох	Коноплі
	Томат	Бавовник
	Картопля	Вика
	Черешня	Конюшина
	Яблуня	Слива
	Груша	Абрикос
	Виноград	Вишня

Структура ґрунту залежить від рослинного покриву, особливо багаторічних трав, та діяльності дощових черв’яків. Продукти їх життєдіяльності створюють вологостійкі грудочки. Структура буває різних типів залежно від форми агрегатів, вона визначає вміст вологи і повітря у ґрунті.

Польові культури дуже чутливі до щільності ґрунту. Для більшості культур суцільної сівби оптимальні значення щільності

46

ґрунту знаходяться в межах 1,1-1,3 г/см3, для просапних – в межах 1,0-1,2 г/см3 (табл. 1.14). Деякі рослини, зокрема люцерна, люпин добре розвиваються за більш високих значень щільності орного шару. Особливо виділяється рис, для нормального розвитку якого необхідна висока ущільненість верхнього шару.

Проникнення коренів більшості рослин в ущільнені горизонти з об’ємною масою 1,4-1,6 г/см3 ускладнено, їх розвиток пригнічується, за більш високих значень щільності ріст кореневої системи неможливий. Для плодових насаджень важливим є значення щільності усього кореневмісного шару до 1,5-2,0 м.

Також біологічний розвиток рослин безпосередньо пов’язаний з глибиною ґрунтового профілю (табл. 1.11). Зменшення потужності ґрунту знижує продуктивність рослин.

Таблиця 1.11

Потужність кореневмісного шару, що забезпечує найвищий урожай рослин (В.Ф. Вальков)

Рослина	Потужність	Рослина	Потужність
	шару, см		шару, см
Пшениця	140	Просо	120
Жито	120	Сорго	150
Овес	90	Цукровий буряк	200
Люцерна	140	Кукурудза	150
Цибуля	65	Картопля	70
Диня	100	Коноплі	100
Гарбуз	140	Соняшник	170
Кабачки	95	Квасоля	50
Кавун	130	Солодкий перець	40
Гречка	80	Огірок	60
Томат	100	Смородина	65
Яблуня	250	Малина	110

Реакція ґрунту також впливає на ріст рослин безпосередньо

ічерез постачання поживних речовин. При рН менше 3 і більше 9 протоплазма клітин у коренях більшості рослин пошкоджується. До того ж надлишок іонів алюмінію на сильнокислих ґрунтах

іборатів на лужних створюють токсичну дію на корені.

Різні рослини мають неоднаковий інтервал рН, сприятливий для їх росту і розвитку (табл. 1.12).

47

Таблиця 1.12

Інтервал рН ґрунту, сприятливий для росту різних рослин [3]

Рослини	рН	Рослини	рН
Люцерна	7,2-8,0	Соняшник	6,0-6,8
Цукровий буряк	7,0-7,5	Бавовник	6,5-7,3
Коноплі	6,7-7,4	Просо	5,5-7,5
Капуста	7,0-7,4	Жито	5,0-7,7
Огірки	6,4-7,5	Овес	5,0-7,5
Цибуля	6,4-7,5	Гречка	4,7-7,5
Ячмінь	6,0-7,5	Редис	5,0-7,3
Пшениця озима	6,3-7,5	Морква	5,6-7,0
Пшениця яра	6,0-7,3	Томат	5,0-8,0
Кукурудза	6,0-7,5	Льон	5,5-6,5
Соя	6,5-7,5	Картопля	4,5-6,3
Горох	6,5-7,0	Квасоля	6,4-7,1

Відповідно до цього рослини поділяють на декілька груп:

Найчутливіші до кислотності бавовник, люцерна, еспарцет, цукровий, столовий і кормовий буряк, коноплі, капуста. Вони добре ростуть лише за нейтральної або слабо лужної реакції (рН 7-8) і сильно відзиваються на внесення вапна навіть на слабокислих ґрунтах.

Чутливі до підвищеної кислотності ячмінь, яра і озима пшениця, кукурудза, соя, квасоля, горох, соняшник, огірки, салат. Вони краще ростуть за слабокислої та нейтральної реакції (рН 6-7) і добре відзиваються на вапнування. На вапнованих ґрунтах урожайність цих культур значно підвищується, різко зменшується випадіння озимої пшениці під час перезимівлі.

Малочутливі до підвищеної кислотності жито, овес, просо, гречка, томат, редис, морква. Ці культури можуть задовільно рости в широкому діапазоні рН, за кислої і слаболужної реакції (рН 4,5-7,5), але найсприятливіша для них слабокисла реакція (рН 5,5-6,0). На сильно- і середньокислих ґрунтах вони позитивно реагують на вапнування, що пояснюється перш за все покращенням живлення рослин азотом і зольними елементами.

Льон і картопля потребують вапнування лише на сильнокислих ґрунтах. Картопля добре росте на кислих ґрунтах. Для

48

льону характерний вузький інтервал оптимальної реакції. Він чутливий і до підвищеної кислотності, і до лужної реакції. Найсприятливіші для його росту слабокислі ґрунти (рН 5,5-6,0).

Внесення високих норм вапна і створення нейтральної реакції може призводити до зменшення врожаю картоплі і льону через ураження хворобами і погіршення засвоєння бору.

Найкраще адаптовані до росту на кислих ґрунтах люпин жовтий та синій, сераделла, чайний кущ.

Оптимізація реакції ґрунту особливо важлива в районах радіоактивного забруднення. Зміна реакції дерново-підзолистих ґрунтів від слабокислої до оптимальної знижує надходження радіонуклідів стронцію-90 і цезію-137 у зернові культури в 2-3 рази, а в сіно багаторічних трав – у 3-5 разів.

Варто зазначити, що на урожайність культур також впливає змитість (табл. 1.13) та інші порушення ґрунтового профілю, пов’язані з повним або частковим руйнуванням верхніх горизонтів.

Таблиця 1.13

Урожайність сільськогосподарських культур на ґрунтах з різним ступенем еродованості, % від урожайності на

незмитих ґрунтах [8]

Культура	Ступінь еродованості ґрунту
	слабка	середня	сильна
Озима пшениця	85-90	50-60	30-35
Озиме жито	85-90	55-60	35-40
Яра пшениця	70-80	40-50	15-20
Ячмінь	80-85	45-55	30-40
Овес	80-85	55-60	30-45
Кукурудза	80-85	60-70	15-25
Горох, вика	85-95	60-70	50-60
Цукровий буряк, картопля	80-90	30-40	10-15
Соняшник	70-80	40-50	20-30
Багаторічні трави	90-95	85-90	60-75

Таким чином, стан ґрунтів – надзвичайно важливий чинник для розвитку рослин та формування врожаю. Параметри стану ґрунту, які є найоптимальнішими для розвитку основних сільськогосподарських культур, наведено у таблиці 1. 14.

49

Таблиця 1.14

Еталони оптимальних ґрунтових параметрів для сільськогосподарських культур [39]

	Показники	Озима	Озиме	Ярий	Овес		Кукурудза	Цукровий	Соняш-	Картопля	Льон-
		пшениця	жито	ячмінь			на зерно	буряк	ник		довгунець
1.	Потужність гумусованого	>65	>60	>65	>60		>65	>70	>65	>55	>50
шару, см
2.	Гранулометричний склад*	2,3,4	3,4	2,3,4	2,3,4		1,2,3	2,3,4	1,2,3	3,4,5	3,4
3.	Щільність складення, г/см3	1,10-1,35	1,10-1,45	1,05-1,35	1,10-1,45		1,05-1,30	1,00-1,30	1,10-1,35	1,00-1,45	1,20-1,40
4.	Реакція ґрунтового розчи-	6,1-7,5	5,6-7,2	6,1-7,2	5,2-6,7		6,1-7,5	6,1-7,5	6,1-7,2	5,2-6,3	5,2-6,3
ну, рНКСl
5.	Вміст гумусу, %	>3,5	>3,0	>3,5	>3,0		>3,5	>3,5	>3,5	>3,0	>3,0
6.	Вміст рухомого фосфору**	4,5	4,5	4,5	4,5		5	5	5	5	4,5
7.	Вміст обмінного калію**	4,5	4,5	4,5	4,5		4,5	5	5	5	4,5
8.	Вміст валових форм важ-	1	1	1	1		1	1	1	1	1,2
ких металів***
9.	Запаси продуктивної воло-
ги (мм) у шарі 0-20 см при		>30	>30	>30	>30		>40	>30	>40	>40	>40
появі сходів
10. Запаси продуктивної во-
логи (мм) у шарі 0-100 см при		>120	>120	>120	>160		>120	>140	>120	>60	>120
цвітінні або формуванні ге-
неративних органів
11. Рівень ґрунтових вод		>4,0	>4,0	>4,0	>3,5		>4,5	>4,0	>4,5	>4,5	>4,0
(РҐВ), м
12. Мінералізація ґрунтових		<1,0	<1,0	<1,0	<1,0		<1,0	<1,0	<1,0	<1,0	<1,0
вод, г/л (за РҐВ<5 м)
	*1- глина легка; 2 – суглинок важкий; 3 – середній; 4 – легкий; 5 – супісі;
	** 4 – високий; 5 – дуже високий;
	*** 1: 1-2 кларки (<0,5 ГДК); 2: 2-3 кларки (0,5-1,0 ГДК)

50