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

Методика В. П. Кузьмичова є важливим і дуже відповідальним етапом в історії грунтово-оціночних робіт. Ні до цих робіт, ні після врожайність не була піддана такому еталонному і всесторонньому аналізу. Отримані дані з успіхом можуть бути використані для обгрунтування придатності грунтів для вирощування культур, нормативів агротехнічних заходів, оцінки ефективності господарської діяльності. В 60-80-х роках минулого століття методика В.П. Кузьмичова була дуже популярною для порівняльної ефективності господарювання колгоспів і радгоспів. Але  бонітуванням грунтів у розумінні В.В. Докучаєва вона не стала.

Паралельно з цим, вченими Національного аграрного університету, як альтернативний, був розроблений так званий агроекологічний метод оцінки ґрунтів (А.І. Сірий, 1992). Він враховував найважливішу властивість грунту -родючість. А.І. Сірий спирався на відоме твердження В.В. Докучаєва про те, що бонітування є методом визначення грунтової родючості без урахування конкретних організаційно-господарських умов. Проводити бонітування необхідно, спираючись виключно на ті ознаки і властивості, які закладені в самих грунтах. Потім на цій базі можна вести подальшу оцінку - економічно порівнювати продуктивність різних земельних ділянок. Зрозуміло, що ці твердження А.І. Сірого повністю співпадають з поглядами В.В. Докучаєва. Так як родючість на всіх без виключення грунтах визначається поживним і водним режимами, саме ці показники автор пропонує застосовувати як головні, основні критерії. До них віднесені наступні показники:

1. Діапазон активної вологи (ДАВ), який розраховують як різницю між найменшою вологоємністю та вологістю в'янення в шарі 0 - 100 см.

2. Запаси гумусу розраховують для 0-100 см шару грунту як суму запасів гумусу в генетичних горизонтах. Еталоном запасів служить величина 500 т/га в шарі 0 - 100см.

3. Дані вмісту елементів живлення (азоту (N), фосфору (Р), калію (К)) в орному шарі грунту вибирають з результатів агрохімічного обстеження.

Еталонами для елементів живлення прийнято величини:

- для азоту, що легко гідролізується за методом Тюріна-Кононової – 10 мг на 100 г грунту;

- для рухомих фосфатів: за Кірсановим - 26, Чиріковим - 20 мг на 100г грунту;

- для обмінного калію: за Кірсановим - 17, за Чиріковим - 20 мг на 100г грунту.

Відношення фактичного значення показника до еталонного і складає бал бонітету за окремим критерієм, з яких визначають середній бал для головних критеріїв.

Середньозважений бал корегується шляхом урахування поправочних коефіцієнтів на негативні властивості грунтів, що обмежують урожайність сільськогосподарських культур, а саме клімат, кислотність, засоленість, гідроморфність, щільність, скелетність, еродованість.

Разом із низкою переваг, наведена методика має деякі недоліки. По-перше, родючість грунтів оцінюється лише за грунтовими показниками. Хоча й встановлено відносно тісний кореляційний зв'язок між вмістом гумусу, діапазоном активної вологи, вмістом доступних форм елементів живлення та урожайністю культур, все ж різні культури мають різний ступінь такої кореляції. Ріст і розвиток рослин залежить від понад 300 показників, які тут не враховуються. Недоліком методики є також неврахування впливу на оцінку родючості грунту різних забруднень (залишки пестицидів, важкі метали, радіонукліди та ін.).

Незважаючи на ряд недоопрацьованих моментів, методика А.І. Сірого є досить конкретною і перспективною.

На початку 90-х років ХХ століття колектив авторів з Інституту землеустрою (Л.Я. Новаковський, О.П. Канаш та ін.), Інституту ґрунтознавства і агрохімії (Р.Г. Дерев'янко, В.В. Медведєв, Т.М. Лактіонова) і Національного аграрного університету (М.К. Шикула, А.І. Сірий) запропонували нову методику бонітування грунтів, яка була підтримана Президією УААН і Колегією Міністерства аграрної політики, впроваджена на всій території країни і в даний час являється офіційним діючим документом.

Основні положення цієї методики:

1. За головні оціночні ознаки прийнято такі показники грунту: вміст гумусу, фізичної глини, рН (сольове) в орному шарі, потужність гумусових горизонтів, глибина залягання оглеєних горизонтів. Інші показники віднесені до модифікаційних і враховуються за допомогою поправочних коефіцієнтів. За методикою основними критеріями вибрані ті, які тісно корелюють з урожайністю. Фактично ж коефіцієнти кореляції не розраховані. Поправочні коефіцієнти в основному взяті із літературних джерел. Поділ властивостей на основні і модифіковані не витримує ніякої критики. Деякі з основних слабо, або зовсім не виливають на урожай, а такі як волога і поживні речовини (основа родючості і матеріальна база врожаю) враховуються як додаткові. Агрофізичні властивості були замінені вмістом фізичної глини. Глибина гумусованого і оглеєного горизонтів прийняті за основний, одночасно змитість, оглеєність, кислотність використовуються як поправки, тобто ці показники враховують двічі.

2.    Класифікація грунтів за природними властивостями і кліматичними умовами проводиться відповідно до вимог культур. Ця позиція вірна, але як вона вирішується. Фактично культури підганяються під умови, а не навпаки.

3.    Що стосується поправочних коефіцієнтів до модифікаційних критеріїв, то це найбільш явний недолік методики, так як ці питання дуже слабовивчені, особливо в загальному порядку. Через штучність поправочних коефіцієнтів не дійшла до виробництва методика А.І. Сірого, не має перспектив і дана методика. Хоча офіційно вона й впроваджена, але використовується дуже обмежено при розрахунку символічних цін на землю. Якшо ж земля стане об'єктом товарно-грошових відносин, землекористувачі будуть вимушені піддати її детальній і регіональній перевірці.

Методика бонітування грунтів Інституту ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського та Інституту землеустрою УААН базується на єдиних принципах, але з обов'язковим урахуванням регіональних особливостей грунтів та природних умов сільськогосподарського виробництва

Завданням бонітування є встановлення ступеня відповідності властивостей грунтів та умов біологічним потребам конкретних культур, тобто ступеня придатності для їх вирощування. В основу методики покладено рівень врожайності сільськогосподарських культур, тому за 100 балів приймається грунт з найбільшою врожайністю.

Об'єктом бонітування є одиниці грунтового покриву, різновиди грунтів або агровиробничі групи грунтів, узагальнені на основі єдиного загальнодержавного номенклатурного списку.

До основних типових критеріїв в методиці відносяться:

      вміст гумусу в орному шарі і за генетичними горизонтами;

      глибина гумусових горизонтів та вміст фізичної глини;

В якості узагальненого показника агрофізичних властивостей пропонується використовувати індекс фізичного стану грунтів.

Методика роботи здійснюється таким чином:

1. Визначають перелік культур, відносно яких розробляються бали бонітетів грунтів конкретного природно-сільськогосподарського району (господарства).

2. Встановлюють бонітети грунтів по окремих властивостях, від яких у найбільшій мірі залежить врожайність відповідної культури.

3. Визначають міру впливу окремих властивостей або бонітетів грунтів на врожайність культури.

4.Розраховують загальні бали бонітетів грунтів відносно прийнятих
культур.

Розрахунок балів бонітету здійснюється відносно еталонних агровиробничих груп грунтів, вибраних для кожної сільськогосподарської культури і приймається за 100 балів.

Розрахунки балів бонітету проводять спочатку за окремими властивостями, а потім розраховується загальна його величина за всіма властивостями:

-              вмістом гумусу і потужністю гумусових горизонтів;

- мірою впливу окремих ознак на врожайність культур визначається, виходячи з коефіцієнтів детермінації;

- для врахування агрофізичних показників використовується індекс фізичного стану грунтів, який розраховується за параметрами щільності, вмісту повітряностійких і водостійких агрегатів, найменшої вологоємкості, водопроникності, діапазону активної вологи, пористості грунту.

Для врахування впливу на величину бонітетів негативних властивостей і ознак, таких як солонцюватість, кислотність, оглеєність, еродованість застосовуються відповідні коефіцієнти, а також екологічний коефіцієнт для окремих зон вирощування сільськогосподарських культур.

Дана методика має ряд недоліків. З наведених показників грунту, що використовуються для оцінки, більшість характеризує потенційну родючість, а фактори родючості, що визначають ріст і розвиток рослин (волога, тепло, повітря, елементи живлення, тощо), безпосередньо не оцінюються. Недостатньо враховується також вплив зволоженості території і грунтів на врожайність культур. Не враховується також ступінь забруднення грунтів і його вплив на зниження родючості грунтів і урожайності культур.

На даний час в ННЦ "Інститут грунтознавства і агрохімії ім. О.Н. Соколовського" розроблено нову методику "Бонитировка и качественная оценка пахотных земель Украины" [18].

Особливістю цієї  методики є оцінка грунту, клімату і поля, як об'єктів єдиної системи. Кожен із блоків системи характеризується великою кількістю критеріїв. Всього їх більше 25. Метод дозволяє отримати індивідуальні бонітетні оцінки (в замкнутій 100 - бальній шкалі) грунту, клімату, а згодом синтетичну оцінку будь-якої конкретної земельної ділянки. Метод виключає застосування поправочних коефіцієнтів в розрахунках бонітетів грунтів, клімату, мінімалізує їх число при оцінці поля. В розрахунках бонітетів поля враховані характеристики, які понижують (ерозія, переущільнення, оглеєність, засолення, забруднення і ін.) або підвищують (зрошення, осушення, плантаж і ін.) їх оцінку. В якості еталонів використані оптимальні показники перерахованих критеріїв, при яких реалізовується потенціал сільськогосподарських культур, клімату і технологій. Отримані загальні і окремі бонітети, на основі яких дана оцінка продуктивної здатності земель України, їх відносної придатності для вирощування сільськогосподарських культур і класифікація орних земель за родючістю [14].

На думку розробників, методика дасть можливість застосовувати бонітети грунтів при вирішенні питань раціонального землекористування, їх охорони, грошової оцінки, обкладання податком, контролю ефективності і якості землекористування, прогнозування зміни земель, оцінки їх екологічної цінності.

Для оцінки прояву ступеня деградаційних процесів, в тому числі водної, вітрової ерозії, дегуміфікації, декальцинації, вторинного підкислення, вторинного підлуження, вторинного засолення, агрофізичної деградації, забруднення грунту важкими металами, пестицидами, нафтою, радіонуклідами та заболочування були розроблені діагностичні критерії деградації грунтів, які визначають ступінь деградації грунтів та недобір урожаю культур.

Недобір урожаю культур при деградації грунтів може бути:

-                         слабкий (недобір врожаю до 10%)

-                         середній (недобір врожаю 10-50%)

-                         сильний (недобір врожаю 50-90%)

-                         повний (недобір врожаю 90-100%).

Діагностичні критерії деградації грунтів наведені у додатку Б.

3. Розробка системи захисту грунтового покриву від деградаційних процесів в агроландшафтах Бориспільського району Київської області (на прикладі Сеньківської сільської ради).

3.1. Оцінка небезпеки водно-ерозійних процесів: вибір концептуальної моделі агроландшафту.

Водноерозійні процеси у Лісостепу України зумовлені, з одного боку, весняним стоком талих вод (сніг), а з другого — зливовими опадами влітку. Найбільш енергоємні зливи бувають у червні—серпні. Енергія однієї зливи досягає 400—600 Дж/м2. Із агрофонів з проектним покриттям сіль­ськогосподарською культурою 50—60 %, а також із посівів цукрових буряків змивається поверхневого шару грунту 20-25 т/га, тоді, як із багаторічних трав і залишеної стерні - лише 1,3 т/га (допустимий змив). Сумарна енергія зливових опадів за теплий період становить — 2,7 тис. Дж/м2, а середньорічний змив із деяких агрофонів — 125—150 т/га, що призводить до утворення ярів та ріллі завглибшки 7—12 м за один польовий сезон. Особливо часто такі явища виникають на лесових ґрунтах лісостепової зони України [17].

Кількісна оцінка ерозійної небезпеки є основою безпосереднього протиерозійного упорядкування сільськогосподарських угідь. При цьому, тут проблема проектування має два рівні: перший - для конкретної території; другий - для крупних землеробських регіонів.

Ерозійну небезпеку пропонується оцінювати за зазначенням індексу збереження грунтів (ІЗГ), якій дорівнює співвідношенню потужності гумусового генетичного горизонту Н (т/га) до імовірного змиву грунту 10%-ої забезпеченості за рік. Він характеризує термін можливих втрат цього найбільш родючого генетичного горизонту (роки).

Опрацьована якісна п`ятибальна шкала ерозійної небезпеки за значенням ІЗГ. Перший ступінь (ІЗГ>300) характеризує фактичну відсутність ерозійної небезпеки, що визначається природними факторами; п`ятий ступінь (ІЗГ<50) відбиває дуже сильну ерозійну небезпеку, коли імовірна втрата грунту протягом  життя одного покоління.

Зона Полісся розподіляється на три агрогрунтові провінції. Західне Полісся в цілому характеризується фактичною відсутністю небезпеки водної ерозії. Винятком є територія так званого Малого Полісся, де має місце помітна ерозійна небезпека (100<ІЗГ<200). Територія Правобережного Полісся характеризується слабкою ерозійною небезпекою (200<ІЗГ<300). Аналогічна ситуація відмічається у Лівобережному Поліссі.