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

Вищенаведені чинники деградації грунтів розкривають її екологічну і економічну сутність. В екологічному аспекті втрата якісних природних властивостей грунтів призводить до розбалансованості агроландшафтів і зниження їхньої стійкості проти деградаційних процесів і як наслідок – до погіршення стану довкілля і життєдіяльного середовища.

Враховуючи чинники, на основі яких грунти відносять до деградованих та малопродуктивних, установлюють параметри показників кризових явищ. На підставі цих показників визначають ступінь деградації та рівень низької продуктивної спроможності вказаних грунтів, що є основою для здійснення таких заходів, як виведення їх зі складу орних земель, переведення в інші земельні угіддя або застосування різних агромеханічних, агрохімічних і гідромеліоративних прийомів.

Консервація хімічно забруднених земель належить здебільшого до категорії реабілітації. Її здійснюють методом залуження грунтів, які можуть бути повернуті до попереднього використання.

Необоротній консервації (трансформації) підлягають радіоактивні землі щільністю забруднення Cs понад 15 Кі/км2 для мінеральних грунтів і 5 Кі/км2 для органогенних.

Процеси всіх видів деградації зумовлюють їхню екологічну, економічну і соціальну сутність, що дає змогу виявити землі гіршої якості, тобто деградовані і малопродуктивні грунти, які потребують консервації. Це забезпечить структуризацію сільськогосподарських угідь та оптимізацію агроландшафтів, що значно зменшить негативний вплив на навколишнє природне середовище, підвищить економічну ефективність сільськогосподарського землекористування і поліпшить життєдіяльне середовище [10].

Існує концепція ґрунтозахисного землеробства з контурно - меліоративною організацією території, яка базується на формуванні в господарствах ерозійно стійких агроландшафтів. З цією метою орні землі поділяються за крутістю схилів на три еколого-технологічні групи: розміщення полів і робочих ділянок з криволінійними межами організовується таким чином, щоб вони вписувались у рельєф; удосконалюється структура посівних площ; з ріллі вилучаються ділянки з крутизною схилів понад 7°, на яких через великі втрати грунту звичайне землеробство є нераціональним.

Вирощування інтенсивних культур у польових сівозмінах дозволяється лише на рівних ділянках територій, на ділянках підвищеної крутості схилів створюються грунтозахисні сівозміни без просапних культур. На більш крутих схилах при цьому зростає питома вага багаторічних трав. Важливе значення мають затримання і відведення стоку влаштуванням на межах еколого -технологічних груп і робочих ділянок гідротехнічних земляних споруд, водорегулювальних лісосмуг і буферних смуг з багаторічних трав; забезпечення відтворення родючості грунту використанням усіх наявних органічних добрив і пожнивних решток в інтенсивних польових сівозмінах та завдяки збільшенню питомої ваги багаторічних трав у ґрунтозахисних сівозмінах.

Поділ земель на еколого - технологічні групи розрахована на їх використання з урахуванням крутизни схилів. Крім орних угідь, її розроблено також для сіножатей, пасовищ і багаторічних насаджень.

Згідно з цією концепцією орні землі поділяються на наступні групи.

Перша еколого-технологічна група земель включає землі з крутизною схилів 0-3°, на яких організовуються інтенсивні польові сівозміни, в яких зконцентровані всі просапні культури, що вирощуються за інтенсивними технологіями. Введення контурно-меліоративної організації території потребує зміни структури посівних площ, тому що питома вага у господарствах просапних культур обумовлюється, насамперед, наявністю земель даної групи. Господарства з більшою питомою вагою земель цієї групи повинні мати вищий питомий відсоток просапних культур. У господарствах з дуже пересіченим рельєфом передбачається зменшення питомої частки просапних і збільшення культур суцільного посіву (зернових колосових і багаторічних трав). Це обумовлено різною грунтозахисною ефективністю цих культур. На землях даної групи в інтенсивних польових сівозмінах слід дотримуватись вимог науковообгрунтованого чергування культур. На таких землях зменшуються площі багаторічних трав або вони виключаються взагалі. Для відтворення родючості грунту збільшують норми внесення органічних і мінеральних добрив за рахунок другої та третьої еколого - технологічних груп.

Друга технологічна група земель містить в собі ділянки з крутістю схилів 3-7°. На ній організуються ґрунтозахисні сівозміни з багаторічними травами і без просапних культур. Посіви багаторічних трав разом з внесенням мінеральних добрив дозволяють проводити розширене відтворення гумусу і потенційної родючості грунту. Багаторічні трави – це найефективніші грунтозахисні культури. Крім них, у сівозмінах вирощують культури густого посіву, що порівняно з просапними культурами мають вищу ґрунтозахисну ефективність, — озимі та ярі зернові, однорічні трави.

Третя еколого-технологічна група охоплює орні землі з крутістю схилів понад 7°. Ділянки цих земель засівають багаторічними травами і вилучають з ріллі. Вони перетворюються на штучні сіножаті з сіяних багаторічних трав. Такі посіви найпродуктивніші на середньо- та сильноеродованих грунтах. Потенційна родючість на цих землях відтворюється за рахунок кореневих систем і поверхневих решток багаторічних трав, а також завдяки внесенню мінеральних добрив.

У процесі землевпорядкування здійснюється перехід від прямолінійної до контурної організації території з розміщенням сівозмін, полів і робочих ділянок, доріг, полезахисних лісосмуг та інших елементів організації території з максимальним наближенням до напрямку горизонталей або з допустимим відхиленням від них.

Лінійні елементи організації території служать водночас і напрямними лініями обробітку грунту. Ними можуть бути: межа поля, дорога, смуга залуження, лісосмуга, вал-тераса, вал- дорога, вал канава, межа смуги у разі смугового розміщення культур.

У базовій моделі одна еколого-технологічна група відокремлюється від іншої гідротехнічними протиерозійними спорудами, водорегулювальними лісосмугами, буферними смутами з багаторічних трав. Безпечне скидання стоку повеневих і зливових вод здійснюється через залужені водостоки та лотки-швидкотоки.

Згідно з ґрунтозахисною системою землеробства, у процесі землевпорядкування планують засипання та виположування ярів, зарівнювання промивин. Засипка проводиться тоді, коли яр вклинюється в орні землі. У такому випадку гідротехнічними спорудами відводять стік, а з резерву наявного грунту засипають яр, покриваючи його зверху гумусованим шаром. Виположування ярів здійснюють на природних кормових угіддях. Засипання та виположування ярів дозволяють об'єднати окремі робочі ділянки ріллі, розділені ярами, в один масив, одне поле.

На контурних полях першої еколого-технологічної групи застосовується ґрунтозахисна агротехніка - плоскорізний та інший обробіток грунту за напрямком горизонталей, щілювання грунту на схилах 1-3°.

На другій еколого-технологічній групі також застосовується ґрунтозахисний обробіток у поєднанні з мульчуванням грунту соломою та іншими пожнивними рештками. Така агротехніка попереджує змивання грунту, зберігає родючість, а разом з заходами щодо її відтворення стабілізує стійкість землеробства.

Додаткове затримання 400-600 м3 вологи опадів, перехоплення і відвід лишків стоку валами-терасамн, водорегулювальними лісосмугами, буферними смугами з багаторічних трав підвищує протиерозійну стійкість і продуктивність ділянок, що знаходяться на схилі нижче, - ділянок третьої еколого-технологічної групи і природних кормових угідь. Ґрунтозахисна система передбачає контурну організацію території на природних кормових угіддях та їх меліорацію: загортання промивин, докорінне і поверхневе поліпшення травостою.

Освоєння ґрунтозахисної системи землеробства з контурно-меліоративною організацією території забезпечує захист грунтів від ерозії та інших чинників деградації ґрунтового покриву, розширене відтворення родючості, формування екологічно стійких агроландшафгів, підвищення врожайності вирощуваних культур і валового збору сільськогосподарської продукції.

Таким чином, наведені заходи з охорони та відтворення родючості грунтів від водної ерозії та агрофізичної деградації, одними з причин розвитку яких є інтенсивний обробіток грунту та нераціональне землекористування [13].

Стан орних земель Київської області характеризується зменшенням вмісту і погіршенням якості гумусу, підсиленням процесів ерозії, декальцинації та переущільнення ґрунту. Причина полягає у недосконалій протиерозійній системі охорони ґрунтів, відсутністю дієвого агроґрунтового моніторингу, повному ігноруванні закону повернення в ґрунт поживних речовин, порушенні співвідношення в агроландшафтах екологічно небезпечних та екологічно стабільних угідь. Розораність території Київщини становить 48,4%, сільськогосподарських угідь – 83,3%[7], що характеризує високий рівень антропогенного навантаження на земельні ресурси.

Дослідженням проблеми захисту земель від деградаційних процесів присвячено роботи багатьох науковців, зокрема Бабміндри Д.І., Балюка С.А., Булигіна С.Ю., Добряка Д.С., Кривова В.М., Медведєва В.В., Тараріко О.Г., Шикули М.К. та інших. Однак потребують вирішення питання, пов’язані з формуванням системи захисту земель конкретного регіону.

На території Київської області найбільш вразливими до деградаційних процесів є дерново-підзолисті та сірі лісові ґрунти. Стійкішими є темно-сірі лісові й чорноземні ґрунти, але й вони внаслідок надмірної розораності, екологічно незбалансованого застосування засобів хімізації землеробства, високої насиченості важкою сільськогосподарською технікою зазнають значного впливу деградаційних процесів, особливо на схилових територіях.

У результаті інтенсивної тривалої дії ерозійних процесів на схилових землях профіль середньо- та сильнозмитих ґрунтів зменшився на 50%. Такі ґрунти підлягають виведенню з інтенсивного обробітку під постійне залуження або заліснення.

Агрофізичної деградації зазнають також ґрунти на рівнинній частині землекористування сільськогосподарських підприємств. Основною причиною цього є застосування важкої сільськогосподарської техніки, багаторазові проходи по полю машинно-тракторних агрегатів, внаслідок чого знижується екологічна стійкість ґрунтів проти руйнівної дії антропогенних факторів [7].

У свою чергу нестабільність структурно-агрегатного складу та будови земель, що розорюються тривалий час, і особливості кліматичних та топографічних умов Київщини зумовлюють значне поширення ерозійних процесів. Особливості кліматичних умов полягають у тому, що основна маса опадів випадає у літній період і має зливовий характер. Крім того, ерозійна шкода від повеневих вод і злив співвідноситься як 1:2-3. Зливам з великою інтенсивністю можуть протистояти тільки агрофони з покриттям рослинністю понад 80% (багаторічні трави, озимі та ярі колосові культури) [7].

В умовах Київської області, мають місце й інші види деградацій ґрунтового вкриття, а саме кислотна деградація (декальцинація). На Україні понад 11 млн.га дерново-підзолистих, сірих лісових грунтів, чорноземів опідзолених і вилугованих з підвищеною кислотністю, з яких 7,8 млн. га орних земель і понад З млн. га - природні кормові угіддя.

На значних площах, у грунтах з нейтральною реакцією, в умовах інтенсивної хімізації спостерігаються процеси декальцинації, що призводить до інтенсивного їх підкислення та зниження продуктивності. Явище підкислення ґрунтів має прихований, а в багатьох випадках - вторинний характер. Спочатку відбувається процес декальцинації, а пізніше спостерігається підкислення грунту. Нерідко вже провапновані грунти знову стають кислими. З'являються кислі грунти і в районах, де їх раніше не було. При цьому змінюється склад грунтового вбирного комплексу, підвищується вміст обмінних катіонів Н+ та А13+, втрачається гумус, знижується кислотність грунту.

Причин підкислення багато. Найбільш істотними з них є кислотні дощі, низький рівень удобрення грунтів органікою, необгрунтовано інтенсивне застосування засобів хімізації в землеробстві. Всі вони переважно антропогенного походження. Тому дуже важливо забезпечити всебічне вивчення природи кислотності грунтів та розробці методів її регулювання.

Потреба грунтів у вапнуванні визначається комплексом показників:

- ступенем та величиною кислотності грунту;

- ступенем насиченості його основами;

- гранулометричним складом;

- вмістом органічної речовини та відношенням культур сівозміни до реакції середовища.

За реакцією на вапнування сільськогосподарські культури поділяють на 4 групи:

1) конюшина, люцерна, столові, кормові та цукрові буряки, капуста, коноплі, ріпак - дуже добре реагують на вапнування:

2) пшениця, кукурудза, ячмінь, горох, огірки, цибуля, соняшник - добре реагують на вапнування:

   3) жито, овес, томати, гречка, льон - позитивно реагують на вапнування;

  4) картопля, люпин - мають слабку реакцію на вапнування.

Важкі за гранулометричним складом кислі грунти легше переносять підвищені норми вапна. На легких грунтах доцільно вносити менші дози.

Боротьба з забрудненнями грунтів як дуже важлива проблема сьогодення вирішується в Україні двома шляхами. Перший з них - попереджувальні (профілактичні) заходи, які не допускають надходження токсикантів у грунт, другий - очищення грунту від тих токсичних речовин, шо вже потрапили до нього.

Реальні можливості вирішення проблеми охорони грунтів полягають у комплексному підході до охорони навколишнього середовища у цілому. Такий підхід передбачає насамперед реконструкцію старих підприємств, перехід на маловідходні або безвідходні технології, створення систем очисних споруд і скидання вод і продуктів згоряння, використання технічних вод по системі замкнутого циклу, строге нормування при використанні пестицидів, добрив, меліорантів, повсюдний еколого-токсикологічний контроль і т. ін. Слід не забувати, що заходи, спрямовані на обмеження забруднення грунтів, сприяють зменшенню забруднення всієї біосфери.