Основні теоретичні положення та проблеми формування системи захисту земель від деградаційних процесів у сучасних агроландшафтах

Позитивна роль органічних добрив на агро­фізичні властивості грунтів проявляється че­рез їх дію на стан ґрунтової органічної речови­ни. Ті нормативи, що рекомендовані для ство­рення бездефіцитного і позитивного балансу гумусу по всіх природних зонах республіки, можна вважати оптимальними і відносно аг­рофізичних властивостей грунтів. Для їх ста­білізації достатньо використовувати навіть де­що понижені (на 20—30 %) норми, але при систематичному внесенні (три рази за рота­цію) високоякісного гною. Практичний резуль­тат в цьому плані може спостерігатися вже при внесенні гною в дозі 6—9 т/га на рік.

Середня ефективність 1 т гною за такої до­зи оцінюється приростом водостійких агрега­тів у кількості 0,2—0,5 % відносно неудобреного грунту (Медведєв В. В., Лактіонова Т. М., 1987). На підставі цього нормативу можна прогнозувати структурний стан грунтів Украї­ни.

Зберегти та поліпшити агрофізичний стан грунтів при інтенсивному землеробстві можна за рахунок зменшення числа проходів машин по полю шляхом суміщення операцій і застосу­вання гербіцидів, удосконалення конструкції сільськогосподарської техніки, внесення різних органічних матеріалів і меліоруючих хімічних речовин [18].

Заходи, що запобігають агрофізичній деградації грунтів. Як уже відзначалося, тривале, нерідко не­раціональне сільськогосподарське використан­ня грунтів, надмірний їх механічний обробіток, застосування важкої техніки, фізіологічно кис­лих форм мінеральних добрив, з одного боку, і недостатнє внесення органічних добрив, вико­ристання ґрунтозахисних технологій, з іншого, призводять до втрати загального гумусу, по­гіршення агрегуючих його властивостей. Вна­слідок цього в грунті відбуваються глибокі кількісні зміни структури: послаблюється ін­тенсивність макроагрегації, повсюдно пере­ущільнюється кореневмісний шар, погіршу­ються режими води і повітря. Якщо ці явища набувають сталого характеру і не усуваються в процесі динамічної трансформації грунтів при зволоженні — висушуванні, розущільненні, замерзанні — розмерзанні та під дією ін­ших природних факторів агрегації, то є всі підстави констатувати агрофізичну деграда­цію грунтів. Наявні літературні матеріали (Ковда В. А., 1982, та ін.) дають змогу стверд­жувати, що практично всі староорні грунти країни в агрофізичному відношенні деградовані. Разом з тим відомо, що добре угноювані грунти за умов мінімалізації механічної обробки, застосування меліорантів та інших окультурюючих прийомів мають кращі агрофі­зичні властивості порівняно з виснаженою, по­гано удобрюваною ріллею. Отже, можна при­пустити, що за рахунок високої культури зем­леробства можна не тільки не допустити їх погіршення, а й забезпечити поліпшення.

Про таку реальність свідчать дослідження Н.В. Орловського та інших (1965), Г. Н. Балахчева та інших (1977), які вивчали агрофізичні властивості чорноземів на держсортодільницях, де застосовується метод комплекс­ного окультурення (своєчасний обробіток грунту, систематичне внесення в рекомендова­них дозах органічних і мінеральних добрив, дотримання сівозмін тощо). Порівняно з розташованими поблизу землями сільськогосподарських підприємств чорноземи сортоділь­ниць, мають більш високу водопроникність, пористість, водостійкість структурних окремо­стей, вологоємкість, більші запаси доступної пологи і меншу щільність складення. Роботи М.А. Винокурова та ін. (1966), Н. І. Богданова (1969) та інших також містять таку інформацію.

Разом з цим такі поняття, як «висока» і «низька» культура землеробства, хоч і застосовують досить широко, але практично на сьогодні позбавлені конкретного змісту і мають відносний характер, оскільки грунти різних регіонів використовуються в сільському господарстві неоднаковий час, мають різний рівень застосування на них добрив, техніки, а також різні вирощувані культури. Звідси важко порівнювати агрофізичні властивості грунтів, що перебувають у різних умовах сільськогос­подарського використання.

За умов високої культури землеробства гній компенсує деяку негативну дію мінераль­них добрив на фізичні властивості й на еле­менти мікробудови, що проявляється вже в перший-другий рік після їх внесення. Показ­ники мікробудови чорноземів при цьому ста­більні й наближаються до кращих угноюваних фонів.

У виробничих умовах на чорноземі звичай­ному агрофізичні властивості та мікробудова також залежать від рівня культури землероб­ства і, головним чином, від доз гною.

Застосувавши метод Н.Г.Савінова (намочування зразків протягом 6 год, замість 10 хв перед їх мокрим просіюванням), з'ясувалось, що при підвищених дозах гною формується агрономічно більш цінна нерозмочувана структура (І тип ґрунтової структури, яка утворюється за рахунок необоротного хі­мічного і фізико-хімічного закріплення колої­дів). Навпаки, за умов пониженого внесення гною водостійкість деякої частини агрегатів пояснюється відсутністю в них активних пор. Після тривалого намочування у воді внаслідок набухання така структура розпадається, що зумовлює її більш низьку агрономічну цінність.

Отже, роль гною в поліпшенні агрофізич­них властивостей цілком очевидна. В кінцево­му підсумку це впливає на їх продуктивність.

Важливе значення для поліпшення агрофі­зичних властивостей грунтів має сільськогос­подарська культура. Н. М. Тулайков (1963) цілком слушно вважав, що її поліпшуюча роль тим вища, чим більша нагромаджувана нею маса (підземних і надземних) решток. Добре відома також роль культур, які мають глибо­ку кореневу систему і здатні адаптуватися в умовах ущільнення, перезволоження або переосушення, а також можуть активно пристосо­вувати до своїх вимог кореневмісний шар.

З числа культур найкращою щодо агрофізичних властивостей слід вважати озиму пшеницю, під якою вже навесні показ­ники структурно-агрегатного складу і щільно­сті складення мають оптимальний діапазон — озимої пшениці на фізичні властивості грунту небагато чим поступається дії гною.

Кукурудза, цукрові буряки і картопля про­тягом вегетації також позитивно впливають на структурний склад, але в меншій мірі, ніж ози­ма пшениця. Щільність складення в цьому ра­лі наприкінці вегетації досягає 1,35 г/см3. Це можна пояснити використанням для їх виро­щування механічних обробітків, прискореним розкладом органічних речовин і меншою кіль­кістю рослинних решток, що залишаються на полі від цих культур. Отже, якщо в сівозміні переважають просапні культури, необхідно пе­редбачати заходи, що усувають їх несприятли­вий вплив на фізичні властивості.

Під чорним паром результати гірші, ніж під просапними культурами. Отже, доцільність чорного пару в агрофізичному відношенні до­сить сумнівна. Очевидно, за цих умов, як від­значають багато дослідників, посилення мікро­біологічної діяльності (Пилнер, 1976) призво­дить до втрати органічної речовини, диспергації грунту, а значить, і до погіршення його агрофізичних властивостей і режимів у цілому[18].

Не менш істотне значення має більш широ­ке використання кальційвмісних речовин. Про необхідність цього заходу свідчать такі поло­ження: декальціювання (втрати кальцію) від­буваються в грунтах повсюдно в найрізнома­нітніших умовах (Лактіонов М. І., 1972); для сучасних орних грунтів також характерно по­силення рухомості (мобільності, реакційної здатності) органічної речовини (Гринченко О. М. та ін., 1963; Муха В. Д., 1979).

Дослідники, що вивчали вплив гіпсу як сір­ковмісного добрива на чорноземах, від­значають його багатогранну окультурюючу дію, що врешті проявлялося в досить значних приростах урожаїв (Сирий М. М. та ін., 1973). За даними Медведева В. В. (1988), гіпс здат­ний поліпшити структурно-агрегатний склад, щільність складення, водно-фізичні властиво­сті й мікроструктуру чорноземних грунтів. Особливу ефективність показав гіпс на зрошу­ваних землях (Гоголев І. М., 1978). Згідно з рекомендаціями (Чесняк Г. Я., 1977) на чорно­земах кальційвмісні речовини необхідно вно­сити один раз на 10 років у дозі 3 т/га.

Найбільш важливе значення для орних грунтів мають заходи, що зменшують негатив­ні наслідки переущільнення грунтів важкою сільськогосподарською технікою. Головне при цьому, як свідчать останні публікації (Медве­дєв В. В., 1988, та ін.), - не використовувати на полях техніку з питомим тиском вище за допустимі норми (близько 1 кгс/см2 при зволо­женні, що дорівнює 0,7 фізичної спілості й близько 0,5 кгс/см2 при 1фізичної спілості).

У загальному вигляді всі заходи, що спря­мовані на знешкодження агрофізичної дегра­дації, наведено в таблиці 3.5. Особливість їх полягає в тому, що вони диференційовані за­лежно від рівня окультуреності грунтів. Із зменшенням рівня окультуреності вміст прийомів стає все більш ємким. Однак і в противному разі обсяг робіт залишається значним. Необхідність у цьому диктується встановленим положенням про те, що навіть за умов високої окультурено­сті агрофізичні властивості більшості грунтів поки що не задовольняють вимогам культур для забезпечення їх максимальної продуктив­ності. Особливо це важливо при зрошенні грун тів і при багаторазових проходах МТА, коли навіть за умов високої культури землеробства агрофізичний стан грунтів погіршується біль­шою мірою. Основний зміст заходів полягає в поліпшенні організації виконання механізова­них польових робіт і у впровадженні нових технічних засобів для обробітку грунтів.

Великі резерви поліпшення агрофізичних властивостей криються в мінімалізації обро­бітку і насамперед у використанні комбінова­них машин, бо мінімалізація обробітку, поєд­нання операцій для більшості грунтів обмежу­ється лише періодом сівби. Нарешті, не втра­чають свого значення органічні добрива, а та­кож кальційвмісні сполуки, які поки що недо­оцінюються. Ці прийоми є провідними при ви­рішенні проблеми управління агрофізичними властивостями грунтів.

Таблиця 3.5. Заходи по збереженню і поліпшенню   агрофізичних властивостей грунтів   залежно від рівня їх окультуреності

Внаслідок сільськогосподарського викорис­тання грунтів порушується природний хід гумусоутворення, змінюється кількість і якість маси рослинних решток, що насамперед впли­ває на інтенсивність, а в ряді випадків і на спрямованість процесів гумуфікації, від яких залежать якісні й кількісні показники гумусу.

У процесі інтенсивного сільськогосподар­ського використання відбувається подальше зменшення вмісту гумусу, причому темпи роз­кладу його в перші роки після розорювання цілини вищі, ніж потім. Так, на чорноземах глибоких західного Лісостепу в перші 5 років після розорювання цілини розклад органічної речовини   грунту   щорічно   становив   2,9 %(14,6% за 5 років), у наступні 15 років — 0,5 % (7,6 % за 15 років), потім за 80 років — лише 0,08 % (6,6 %). За 100-річний період ос­воєння вміст гумусу зменшився на 25 %.

Про інтенсивні втрати гумусу в грунтах Ук­раїни свідчить такий факт: чорноземи, які в 30-і роки належали до середньогумусних (6— 9 % гумусу), нині трансформувалися в малогумусні (менше 6%). В цілому за 100-річний період втрати гумусу в грунтах Полісся стано­вили 18,9 %, Лісостепу — 21,9, Степу — 19,5 %, а середньорічні темпи втрат його досягли від­повідно 0,18, 0,37 і 0,31 т/га (таблиця 3.6).

Таблиця 3.6. Динаміка вмісту гумусу в грунтах за роками