Переущільнення ґрунтів – проблема сьогодення

На сучасному етапі розвитку науки про екологію ґрунту, раціональне та ефективне використання природних ресурсів є однією з найактуальніших задач розвитку й функціонування агропромислового комплексу України. Серед найголовніших – є проблеми переущільнення, недостатнього забезпечення вологою, зменшення запасів гумусу ґрунтів, що призводить до погіршення агрофізичних властивостей антропогенно-змінених ґрунтів. Усунення цих проблем є основною задачею сьогодення.

Територія Бузько-Дніпровської фізико-географічної області Правобережного північного Степу розташована в центральній частині України на межі переходу зони Лісостепу в Степ [1]. Кожна з цих зон має свої кліматичні особливості. Лісостепова північно-західна частина перебуває під більшим впливом вологих повітряних мас Атлантики та Західної Европи. Клімат тут м’якіший, більш помірний. Степова південно-східна частина знаходиться під впливом сухих континентальних повітряних потоків та, частково, теплого тропічного повітря з півдня.  Перехідна смуга є ізольованою від дії як атлантичних повітряних мас, так і від мікроциклонів, що надходять з Чорного та Азовського морів.

Тому ґрунтовий покрив області досліджень досить строкатий. Але найбільш поширеними ґрунтами регіону – є чорноземи типові та звичайні важкосуглинкового та легкоглинистого гранулометричного складу. Дослідження закономірностей та класифікації генетичних змін в чорноземах, які відбулися під впливом сільськогосподарської діяльності людини, дозволить в подальшому визначитися, щодо тактики вирішення цих проблем.

Матеріали та методи

Дослідження щільності зложення та загальної шпаруватості (ЗШ) ґрунтів проводилися у лісостеповій та степовій зонах і перехідній смузі Кіровоградської області. Відбір зразків ґрунту і їх аналіз здійснювався у відповідності з чинними в Україні державними методиками та стандартами [2,3].

Результати досліджень

Результати аналізів, проведених на ґрунтах зон досліджень свідчать про те, що найнижчі показники щільності зложення (ЩЗ) притаманні ґрунтам поза межами агроекосистем (табл.1) .

Хоча за спостереженнями Чесняк Г.Я. та Чесняк О.А. на прикінці 60-х років ХХ століття  свідчать, що при розорюванні цілинних ґрунтів порушується щільність агрегатів, що була створена багаторічною рослинністю, а ґрунт набуває пухкішого зложення і, незважаючи на порушення агрономічно цінних макроагрегатів, загальна шпаруватість збільшується і, як наслідок, ЩЗ зменшується [4].

Після приходу важкої ґрунтообробної техніки  (ВҐТ) на початку 70-х років минулого століття ґрунт агроекосистем зазнав значних негативних перетворень. Про що яскраво свідчать результати досліджень, які проводилися в Центрально-Чорноземному заповіднику ім. проф. В.В. Альохіна. Дослідження Медведєва В.В. зі співавторами в Харківській області і наші на Кіровоградщині  свідчать, що лише ґрунти під покривом природної рослинності та орні землі на яких не застосовується механізована обробка, не переущільнені технікою і ненормованим випасанням, унеможливлюють поверхневий стік весняних талих вод і літніх зливових дощів. Найбільші показники ЩЗ властиві орним ґрунтам та парам. Таку ж тенденцію останнім часом спостерігали й інші дослідники [4]. Виходячи з цього можна зробити висновок про те, що орні ґрунти відчули погіршення фізичних показників і як наслідок відбулося зменшення загального вмісту гумусу. Застосуванням важкої сільськогосподарської техніки, внаслідок ущільнення гумусового горизонту, додатково погіршує цей стан ґрунтів. Ситуацію, що виникла можна пов’язати з процесами мінералізації, повною або частковою відсутністю рослинного покриву на відміну від перелогових (цілинних) земель.

Зі збільшенням глибини показники між цилиними землями та ріллею поступово вирівнюються. Орні шари цих ділянок характеризуються, як середньощільні. Інтенсивне використання ґрунтів у сівозмінах призводить до зменшення ЗШ, що є негативним явищем як при вирощуванні сільськогосподарських культур, так і унеможливлює поверхневий стік весняних талих вод та літніх зливових дощів. Для зон досліджень ЗШ лісової ділянки верхнього 0 – 10 см шару ґрунту складає 64 – 55 % та знижується до 44 % до глибини 150 см. На жаль лісопокритих площ дуже мало. Більшість території розорана. Водорегулюючі функції орних ґрунтів цих площ значно гірші. ЗШ верхнього шару ріллі складає 55 – 50 %, на глибині 150 см – 52 – 45 %. У відповідності до класифікації, запропонованої Н.А. Качинським [3] орний шар ріллі має в цілому задовільну ЗШ, винятком є лише орний шар ріллі (механізований обробіток), який має незадо-вільний показник ЗШ. Для цілинних та перелогових ділянок даний показник має відмінні характеристики (див. табл. 1). Окрім того на перелогових та лісних ділянках формується шар дернини або лісової підстилки, які виступають потужними акумуляторами води.

 Сучасні трактори, автомобілі та сільськогосподарські машини активно взаємодіють з ґрунтом, атмосферою і рослинами, це спричинює порушення перебігу природних процесів в гемеробних екосистемах.

Так, через ненормоване та надмірне використання сільськогосподарсь-кої техніки вплив її на агроекосистеми супроводжується забрудненням атмосфери, ґрунтів та водойм, руйнування структури та переущільненням ґрунтів. Це призводить до того, що більша частина атмосферних опадів замість просочування в товщу ґрунтів, трансформується в гідрологічну мережу у формі поверхневого стоку. Лише завдяки наявності багаточисельних ставків і водосховищ підтримується відносно стабільний рівень ґрунтових вод. Однак з цієї ж причини більшість з них є забрудненими та непридатними для споживання [4].

У агроекосистемах, в яких використовуються ВҐТ, щільність зложення верхнього шару знаходиться у межах 1,21 г/см3, а шпаруватість знижується до 50%. Дещо краща ситуація спостерігається на 20-річному перелозі. Шпаруватість цих угідь дорівнює 57%, а тому вони не зазнають впливу водної ерозії, внаслідок поступового відновлення їх екологічних функцій [1,4,5]. А в агроекосистемах де не застосовуються ВҐТ показники щільності зложення та загальної шпаруватості майже дорівнюють показникам характерним для цілинних земель (див. табл. 1).

Таблиця 1 – Вплив тривалого сільськогосподарського використання на зміну фізичних показників чорнозему типового

Об’єкт
вивчення

Місце досліджень

Роки
проведення досліджень

Строк
використання,
роки

Глибина, см.

Щільність зложення,
г/см 3

Загальна шпаруватість, %

Автори

Цілина

Миронівська СДС

1962

0-12

1,14

55,3

Чесняк О.А., Чесняк Г.Я.

25-35

1,15

55,1

50-60

1,17

55,9

Рілля

Миронівська СДС

1962

37

0-12

1,12

56,9

Чесняк О.А., Чесняк Г.Я.

25-35

1,13

56,7

50-60

1,17

56,0

Цілина

Курськ

1981

5-10

0,82

Башкатова Л.А., Топольний Ф.П., Сулима А.Ф.

30-40

0,98

40-50

1,04

Рілля

Курськ

1981

55

5-10

1,10

Башкатова Л.А.,Топольний Ф.П., Сулима А.Ф.

30-40

1,16

40-50

1,06

Цілина

Херсон. обл.

1997

0-10

1,00

Медведєв В.В,
Линдіна Т.Е., Лактіонова Т.М.

30-40

1,17

50-60

1,23

Рілля

Херсон. обл.

1997

20

0-10

1,20

Медведєв В.В, Линдіна Т.Е., Лактіонова Т.М.

30-40

1,34

50-60

1,36

Ліс

Кіровоград.
обл.

2010

110

0-10

0,80

64

Власні дані

30-40

1,02

59

60-70

1,06

58

Рілля
(механіз. обробка)

Кіровоград.
обл.

2010

30

0-20

1,21

50

Власні дані

30-40

1,28

47

60-70

1,3

46

Рілля
(не механіз.
обробка)

Кіровоград.
обл.

2010

100

0-20

0,92

62

Власні дані

30-40

1,08

56

60-70

1,15

54

Переліг

Кіровоград.
обл.

2010

20

0-10

1,04

57

Власні дані

30-40

1,26

49

60-70

1,29

50

У зв’язку з ущільненням ґрунтового покриву агроекосистем, в яких застосовуються ВҐТ та відсутністю регулювання відносин, пов’язаних із нормування маси сільськогосподарської техніки, все частіше спостерігаються явища агрофізичної деградації ґрунтового покриву. У разі проходу тракторів, маса яких сягає 8 – 16 т по пухкому вологому ґрунті за рахунок ударних впливів та вібраційного навантаження спричиняється деформації часточок ґрунту на глибину до 90 см. Це підтверджують наші дослідження, оскільки різниця між показниками щільності зложення між природними та агроекосистемами сягає глибини 90 см. З іншого боку ґрунти степової частини області в більшій мірі підлягають впливам ерозійних процесів, оскільки тут частіше випадають опади зливового характеру. Під дією цих опадів глибокі колії, залишені ВҐТ з часом перетворюються у яри. За умов посушливого клімату, який характерний для зони Степу рух ВҐТ з підвищеними швидкостями призводить до руйнації структури грунту та посилення дефляційних явищ.

За наявності ущільнення ВҐТ у ґрунті змінюється співвідношення між твердою та газоподібною фазами. Найбільше переущільнюється орний шар ґрунту. Максимальні значення цього показника збільшуються прямо пропорційно зі збільшення числа проходів ВҐТ.

Чорноземні ґрунти лісових та частково перелогових екосистем, а також агроекосистем без застосування ВҐТ Бузько-Дніпровської області виступають як природна збалансована екосистема.. Якщо ґрунтовому покриву механізованих агроекосистем повернути їх екологічні функції, то вони зможуть забезпечити країну якісними та екологічно чистими продуктами харчування. З цією метою необхідно вжити низку заходів:

  • скоротити відсоток агроекосистем, шляхом заліснення;
  • виконання агротехнічних заходів для вирощування сільськогосподарських культур в оптимальні строки та при фізичній стиглості ґрунту;
  • переглянути доцільність застосування ВҐТ, надати перевагу використання гусеничних тракторів та зі спареними колесами;
  • нормувати кількість проходів сільськогосподарської техніки під час виконання агротехнічних заходів.

Висновки

Дослідження ґрунтів Бузько-Дніпровської області показали, що орні ґрунти втратили свої природні екологічні функції, внаслідок переущільнення, спричиненим систематичним негативним впливом ВҐТ. З цієї причини більшість агроекосистем де застосовується механізована обробка не можуть в повній мірі забезпечити країну якісними та безпечними продуктами харчування, що без сумніву негативно позначається на стані здоров’я населення.

Для покращення даної ситуації необхідно вдосконалювати технології вирощування сільськогосподарських культур з метою зменшення механічного навантаження на ґрунти, переглянути доцільність високої розораності території та вжити заходи, спрямовані на збільшення відсотку заліснення території.

Список літератури

  1. Ковальов М.М. Вміст гумусу та щільність зложення – пріоритетні агрокліматичні критерії ресурсів вологозабезпечення та родючості ґрунтів // Наукові  основи  землеробства у  зв'язку  з  потеплінням  клімату: матеріали міжнародної НПК, 10-12 листопада 2010 р. - Миколаїв: МДАУ, 2010. - С 160-165.
  2. Щільність ґрунту. Визначення щільності складення на суху масу: ДСТУ ISO 11272: 2001. - К.: Держспоживстандарт України, 2003. - 16 с.
  3. Методи визначення агрофізичних властивостей ґрунтів / За ред. Кулик Г.А., Семеняки І.М. – Кіровоград, 2000. – 59 с.
  4. Топольний Ф.П., Ковальов М.М, Топольний С.Ф. Якість питної води як функція якості  ґрунту // Природно-ресурсний  потенціал  збалансованого (сталого)  розвитку  України:   матеріали  Міжнародної  науково-практичної конференції (київ, 19-20 квітня 2011р.), Перспективи впровадження моделі «зеленої економіки» в Україні: матеріали VII Міжнародного бізнес-форуму (Київ, 21 квітня 2011 p.): у 2 т. - К.: Центр екологічної освіти та інформації, 2011.-Т.2.-С. 415-418.
  5. Романів П.В. Щільність будови ґрунтів як показник екологічного стану ґрунтів Передкарпаття // Агрохімія і ґрунтознавство Книга 2. – Житомир, Рута, 2010. – с. 147-149.

УДК 631.15:332.2
Ковальов М. М. Переущільнення ґрунтів – проблема сьогодення  [Електронний ресурс]  / [Ковальов М. М., Топольний Ф. П.] // Збірник наукових статей “ІІІ-го Всеукраїнського з’їзду екологів з міжнародною участю”. – Вінниця, 2011. – Том.2. – С.493–496. Режим доступу: http://eco.com.ua/

Скачати в форматі pdf:

Оцінка: 
0
No votes yet