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

Інтенсифікація сільськогосподарського ви­робництва призводить до збільшення втрат гу­мусу по всіх грунтово-кліматичних зонах. Так, середньорічні втрати його за останні 20 років порівняно з такими за попередні 80 років збіль­шилися у Лісостепу в 1,65 раза, в Степу в 2,4 і на Поліссі — в 8,1 раза [18].

В цілому зростання темпів втрат гумусу за останні 20 років пояснюється багатьма причи­нами, серед яких основними є посилення про­цесів розкладу гумусу внаслідок внесення ма­лих доз мінеральних добрив на початковому етапі хімізації сільськогосподарського вироб­ництва, поглиблення орного шару за рахунок застосування більш енергонасичених тракто­рів, зміна структури посівних площ. Порівня­но з 30—40-ми роками за цей період на 40 % зменшилися площі під зерновими культурами при одночасному збільшенні в три рази тех­нічних і в десять разів кормових культур (в ос­новному за рахунок просапної кукурудзи). За останні роки, мабуть, значно вплинуло на збільшення втрат гумусу і зволоження всієї території. Щорічні втрати гумусу внаслідок перевищення мінералізації органічних речовин у грунті над його надходженням становлять 18 млн т на всій площі ріллі, або 0,6 т/га.

Ще більше гумусу втрачається від ерозії. Так, у виробничих умовах Полісся середньо­річні втрати гумусу в цьому випадку станов­лять 2,4 млн т, у Лісостепу—11, Степу — 10,3, а по Україні — 23,7 млн т.

Отже, запаси гумусу при сільськогосподар­ському використанні грунтів зменшуються, з одного боку, під впливом біологічного фактора (внаслідок переважання процесів мінераліза­ції гумусу над його новоутворенням), з друго­го — під впливом механічного фактора (за ра­хунок зменшення товщини грунтового профі­лю під впливом ерозійних процесів).

Розміри втрат гумусу внаслідок його міне­ралізації залежать від багаторічної сумарної дії добрив, меліорантів, обробітку грунту, сі­возмін, надходження органічних речовин та інтенсивності їх гуміфікації під впливом гід­ротермічних і ґрунтових факторів. Дані дос­ліджень щодо впливу мінеральних добрив на гумусний стан грунтів, на перший погляд, до­сить суперечливі. Одні автори вважають, що вони сприяють зменшенню вмісту гумусу, інші вказують на стабілізацію його кількості, а де­які дотримуються думки про його збільшення. Узагальнення даних свідчить, що всі точки зору справедливі, бо дія мінеральних добрив на гу­мусний стан грунтів неоднозначна і залежить від багатьох факторів, і насамперед від грунтово-кліматичних умов [18].

Вміст гумусу в грунтах України залежить від зональності ґрунтоутворення, а також від типу і гранулометричного складу грунтів, ха­рактеру грунтоутворюючих порід і кліматич­них умов (Полупан М. І., Чесняк Г. Я., 1988). Він поступово зростає від дерново-підзолистих до чорноземів типових, а потім знову зменшу­ється в напрямку до каштанових солонцюватих грунтів і солонців.

Найменше гумусу міститься у верхньому шарі грунтів Полісся. Так, в орному шарі дер­ново-підзолистих його 0,7—2 %, або 21 — 56 т/га.

В грунтах Лісостепу кількість гумусу зростає. В орному шарі ясно-сірих лісових грунтів 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% (84-140т/га), чорноземів опідзолених – 2-4,9% (84-149 т/га), чорноземів типових – 4-6% (144-216 т/га).

У Степу кількість гумусу в грунтах поступово знижується  до півдня. Найбільше містять його чорноземи звичайні глибокі – 4-6% (144-216 т/га); в чорноземах південних – 2,5-3,5% (97-126 т/га), в темно-каштанових солонцюватих грунтах – 1,5-2,7% (59-105 т/га).

В цілому по Україні найбільше гумусу зосереджено в чорноземах типових і звичайних.

У земельному фонді України середньо- і малогумусні грунти займають 4,6% площі орних земель, а слабо гумусові – 54%. Таким чином, проблема збереження і підвищення вмісту гумусу в грунтах для України досить актуальна. Звідси випливає необхідність у нагромадженні широкої інформації про гумус – вміст, баланс, шляхи досягнення йог ооптимального рівня, прогноз на найближчу перспективу.

Заходи, що запобігають дегуміфікації грунтів. Інтенсифікація сільськогосподарського ви­робництва, збільшення обсягів застосування мінеральних добрив при недостатньому рівні внесення органічних призвели до посилення багатьох деградаційних явищ у грунті й на­самперед тих, що пов'язані із зниженням вмі­сту в ньому гумусу.

Зменшення витрат гумусу, стабілізації йо­го вмісту можна досягти шляхом застосування таких заходів: внесення органічних і мінераль­них добрив; сівба багаторічних трав, зали­шення високої стерні зернових культур; мінімалізація обробітку грунту; створення опти­мального співвідношення культур у сівозмінах, застосування меліорантів (вапна, дефекату, гіпсу та ін).

Серед прийомів, що сприяють забезпечен­ню бездефіцитного балансу гумусу, створен­ню багатого на гумус біологічно активного структурного горизонту, найважливіша роль належить рослинним решткам і органічним добривам.

Польові культури за впливом на рівень гу­мусного стану грунту можна поділити на три групи: багаторічні трави, однорічні зернові та зернобобові, однорічні просапні культури. По­зитивний вплив першої групи рослин залежить від грунтово-кліматичних умов, рівня врожаю, сорту і густоти рослин. Коренева маса багато­річних трав - у перший рік використання (на другий рік життя) в 1,5 раза, а на другий рік — в 2 рази перевищує масу коренів і стер­ні однорічних зернових культур. Гумус утво­рюється в умовах послаблення аеробних про­цесів внаслідок ущільнення грунту і обмеже­ного в зв'язку з цим припливу кисню, що на­самперед збільшує гумуфікацію рослинних решток.

У другій групі озимі зернові більше, ніж ярі й зернобобові, забезпечують надходження до грунту решток (15—30 ц/га). Просапні культури (третя група) залишають у грунті найменшу кількість рослинних решток, а та­кож характеризуються більшим виносом по­живних речовин і більшою вимогливістю до рівня гумусованості й родючості грунту. Ви­трати гумусу під ними вдвоє вищі за культури звичайної рядкової сівби. Кількість його зале­жить від природи органічних матеріалів і умов розкладу.

До заходів, що надають можливість збільшити надходження органічної речовини до грунту, слід віднести поширення посівів ба­гаторічних трав, особливо бобових, вирощу­вання проміжних культур, сидератів, заміну чистих парів зайнятими. Основою регулювання кругообігу речовин у землеробстві й досягнення бездефіцитного ба­лансу гумусу в грунтах є раціональне застосу­вання органічних добрив. За узагальненими даними      М. М. Кононової (1963), коефіцієнт гу­міфікації органічних добрив становить 0,2—0,3. За даними Г. Я. Чесняка, коефіцієнт гумуфікації гною в чорноземі типовому лівобережного Лісостепу дорівнює 0,23. При сумісному вне­сенні гною і мінеральних добрив гумусу в грунті нагромаджується на 10—15 % більше, ніж при внесенні лише гною (Єгоров В. Є., 1978).

Найефективніша доза внесення гною в Лі­состепу і на Поліссі під просапні культури — 30—50 т/га, під озимі — 20—30, в Степу відпо­відно 30—40 і 20—25 т/га. Перевищення їх супроводжується значним зменшенням (у 1,5— 2 рази) окупності витрат і рентабельності, по­гіршенням якості продукції вирощуваних куль­тур, а також призводить до негативних еколо­гічних наслідків, пов'язаних із забрудненням середовища і зниженням меліоруючої дії орга­нічних добрив.

Механічний обробіток — це один із найефек­тивніших факторів, що впливає на гумусовий стан грунтів. Процеси перетворення органічної речовини грунту втрачають акумуляційний і набувають мінералізаційний напрямок, внаслі­док чого азот вимивається з грунту або віднов­люється до вільного.

Узагальнення даних тривалих дослідів сто­совно впливу безполицевого обробітку на гу­мусний стан грунтів свідчать, що зменшення глибини біологічно активного шару грунту не супроводжується зменшенням вмісту гумусу в нижчих шарах. Отже, не сама по собі гумусованість має першочергове значення в досяг­ненні високого рівня врожаїв та їх стабільності, а насамперед глибина гумусованого коре­невмісного шару грунту. Тому найдоцільніше з цієї точки зору раціонально поєднувати мінімальний обробіток з оранкою й удобренням [18].

Поліпшує гумусний стан грунтів внесення кальційвмісних сполук — вапна і гіпсу. Вапну­вання грунтів насамперед позитивно впливає на склад гумусу, особливо в дерново-підзолистих, збільшуючи вміст у ньому гумінових кис­лот. Гній у поєднанні з вапном певним чином змінює тип утворення гумусу в дерново-підзолистому грунті, наближаючи його до дернового, але водночас останній продовжує зберігати ряд властивостей, характерних для грунтів цього типу.

Численними дослідами встановлено значне зростання вмісту гуматів кальцію при вапну­ванні сірих і темно-сірих лісових грунтів. В. Є. Єгоров (1985) відзначає, що нині треба використовувати кальційвмісні меліоранти не тільки як меліоранти кислих грунтів, а й як засоби закріплення новоутворених гумусових сполук. У цьому відношенні гіпс краще за вап­но закріплює органічні речовини в грунті.

Таким чином, дефіцит балансу органічної речовини грунту при інтенсифікації сільськогосподар­ського виробництва можна ліквідувати за ра­хунок інтенсивного біологічного кругообігу ре­човин у системі грунт — рослини. Основою та­кого регулювання є агротехнічні заходи, які сприяють більшому надходженню до грунту органічних речовин у вигляді кореневих, після­жнивних решток і органічних добрив, а також створюють сприятливіші умови їх гуміфікації [18].

За даними Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського та Інституту землеустрою УААН можна оцінити динаміку вмісту гумусу у грунтах на території Київської області, використовуючи таблицю 3.7.

Таблиця 3.7.Вміст гумусу у грунтах в середньому по Київській області, %

Аналізуючи вищезазначену таблицю, можна відмітити, що за 100 років вміст гумусу по області знизився на 1,0%. Виходячи з даних показників, ступінь деградації грунтів по Київській області середній, недобір врожаю до 10-50 % (за додатком Б).

Середньорічні втрати гумусу в результаті незбалансованого вносу і виносу органічної речовини в цілому по області становить  550 тис.т. Середньорічні втрати гумусу в результаті ерозії становить 702 тис.т.

Загальні середньорічні втрати гумусу в цілому по області становлять1,2 млн т.

Для оцінки Бориспілського району використовуємо дані Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського та Інституту землеустрою УААН

Таблиця 3.8.Вміст гумусу у грунтах в середньому по Бориспільському району, %