Еволюція чорноземів типових глибоких південно-східного Лісостепу України під різними фітоценозами - Автореферат

Актуальність роботи обумовлена необхідністю вирішення наукової проблеми: еволюції чорноземних грунтів під впливом різних фітоценозів, що має виняткове науково-практичне значення для раціонального використання земель України, особливо при проведенні фітомеліоративних робіт (залуження, залісіння) на площі понад 10 млн. гектарів, які будуть виведені з розряду орних. Обраний напрямок наукових досліджень повязаний з виконанням науково-технічної програми “Охорона і використання родючості грунтів” та теми “Вивчення закономірностей розвитку культурного грунтотворного процесу, еволюції грунтів та підвищення їх природної родючості”, яка виконується на кафедрі грунтознавства Харківського державного аграрного університету імені В.В.Докучаєва (номер державної реєстрації 0100U006031) і актуалізується на сучасному рівні державною програмою “Україна - 2010”, яка розроблена на виконання розпорядження Президента України від 26 лютого 1998 року № 43 та розпорядження Кабінету Міністрів України від 21 вересня 1998 року № 939-р (розділ VI., підрозділ 6.2 державної тематики). Мета дослідження полягала в зясуванні загальних закономірностей розвитку сучасних процесів грунтотворення в чорноземах типових глибоких під різними фітоценозами (лісовими, степовими), вияві найважливіших змін головних характеристик грунтів, обгрунтуванні їх еволюції, систематики та шляхів раціонального використання. Для досягнення цієї мети були поставлені такі задачі: ? проаналізувати вплив різних фітоценозів (деревних, травяних) на розвиток і еволюцію чорнозему типового глибокого шляхом вивчення змін фізичних, хімічних, фізико-хімічних та біологічних показників; ? оцінити меліоративну роль лісових культур на чорноземних грунтах; ? визначити напрямок і характер ґрунтових процесів в чорноземах під покривом різних лісових культур; ? визначити шляхи раціонального використання чорноземів типових глибоких під різним рослинним покривом. Виявлені напрямки підвищення родючості лісокультурних грунтів (виділено новий підтип “чорноземи лісові”) за рахунок зростання гумусу, акумуляції обмінного кальцію, покращання фізичного стану, збільшення кількості поживних речовин та зниження темпів мінералізації органічних решток в грунтах.У дисертації за результатами комплексних досліджень наведені теоретичні узагальнення і вперше запропонована теорія еволюції грунтотворного процесу під штучними лісовими фітоценозами, визначене систематичне положення лісокультурних грунтів та їх класифікаційний підрозділ на базі елементарних грунтотворних процесів (ЕГП) і біодіагностики, що дозволяє прогнозувати їх подальший розвиток, зміну родючості та раціональне використання. Лісові культури на чорноземах типових породжують і активізують ряд принципово нових ЕГП (підстилкоутворення, специфічний характер гуміфікації в підстилці, знекарбоначення (вилуговування), формування кислотності), не властивих цим грунтам. Це дозволяє виділити в ієрархії грунтів України на рівні підтипу чорноземи лісові з подальшим підрозділом: рід, вид, різновидність, розряд. Зростання лісових культур на чорноземах типових протягом 30 - 50 років сприяє збагаченню їх органічною речовиною (гумусом) гуматного типу (Сгк:Сфк=2,0-2,9), збільшенню величини ємності поглинання із явним переважанням обмінного кальцію у складі катіонів. Чорноземи всіх варіантів досліджень мають нейтральну реакцію грунтового розчину (РНВОДН.=7,0-7,2), а під сосною та березою - слабо кислу (РНВОДН. під сосною - 6,3, березою - 6,7).

Основний зміст роботи

У дисертації за результатами комплексних досліджень наведені теоретичні узагальнення і вперше запропонована теорія еволюції грунтотворного процесу під штучними лісовими фітоценозами, визначене систематичне положення лісокультурних грунтів та їх класифікаційний підрозділ на базі елементарних грунтотворних процесів (ЕГП) і біодіагностики, що дозволяє прогнозувати їх подальший розвиток, зміну родючості та раціональне використання.

1. Лісові культури на чорноземах типових породжують і активізують ряд принципово нових ЕГП (підстилкоутворення, специфічний характер гуміфікації в підстилці, знекарбоначення (вилуговування), формування кислотності), не властивих цим грунтам. Це дозволяє виділити в ієрархії грунтів України на рівні підтипу чорноземи лісові з подальшим підрозділом: рід, вид, різновидність, розряд.

2. В якості біодіагностичного показника ЕГП можна використовувати кількісний та якісний склад орибатидів і ногохвосток та коефіцієнт мобілізації азотного фонду органічних речовин грунту (Кмаф=(МПА КАА):(ГА ЕШ). Для хвойних порід цей коефіцієнт змінюється в межах 0,9 - 1,5, а для листяних лісів перевищує 3,0.

3. Зростання лісових культур на чорноземах типових протягом 30 - 50 років сприяє збагаченню їх органічною речовиною (гумусом) гуматного типу (Сгк:Сфк=2,0-2,9), збільшенню величини ємності поглинання із явним переважанням обмінного кальцію у складі катіонів. Це підвищує акумуляцію гумусу, мікроагрегованість, забезпечує формування водостійкої зернистої структури і, як наслідок, добру аерацію, а також високу шпаруватість грунтів.

4. Фізичні, хімічні, фізико-хімічні показники чорноземів під лісовими насадженнями значно кращі в порівнянні з їх аналогами в агроценозах.

5. За ступенем поліпшуючого впливу на грунт лісові культури розташовуються в такій послідовності: дуб > береза > модрина > сосна.

6. Чорноземи всіх варіантів досліджень мають нейтральну реакцію грунтового розчину (РНВОДН.=7,0-7,2), а під сосною та березою - слабо кислу (РНВОДН. під сосною - 6,3, березою - 6,7). Гідролітична кислотність у верхніх горизонтах чорноземів досягає: під насадженнями дубу - 5,3, сосни - 5,2, берези - 3,6, проти 2,8 мг-екв/100г грунту у варіантах перелогу та ріллі.

7. Сосна, береза і дуб сприяють вилуговуванню грунтів, внаслідок чого за 30-50 років глибина залягання САСО3 в чорноземах лісових в порівнянні з їх орними та переложними аналогами поглиблюється на 7-14 см.

8. Зольність лісових підстилок, яка залежить від типу грунту і материнських порід, складає під дубом - 8,47; березою - 8,21; сосною - 5,61; модриною - 5,63; смерекою - 4,89%. У складі золи всіх варіантів переважає Са2 , а співвідношення Са2 :Mg2 коливається від 4,22 до 4,98 під листяними породами (береза, дуб) та від 2,91 до 3,32 - під хвойними. Водна витяжка з лісових підстилок слабокисла, що обумовлює формування слабкої кислотності в чорноземах.

9. У лісових чорноземах співвідношення обмінних Са2 :Mg2 звужується до 4:1, що повязане з підвищенням кількості Mg2 у складі золи лісових підстилок.

Рекомендації виробництву

1. Включити до номенклатурного списку грунтів Лісостепу і Степу України “чорноземи лісові” на рівні підтипу, з подальшим класифікаційним підрозділом: рід - вид - різновидність - розряд.

2. Запровадити у навчальний процес університетів, інститутів, коледжів розділ “Грунтополіпшуюча роль лісових культур” та доповнення до класифікаційного підрозділу чорноземів.

3. При розробці рекомендацій з раціонального використання середньо- та сильнозмитих грунтів України, призначених для виведення зі складу орних земель, врахувати наукові розробки даної дисертаційної роботи.

1. Новосад К.Б. Динаміка чисельності різних груп мікроорганізмів чорноземів типових глибоких південно-східного Лісостепу України (повідомлення І) // Вісник ХДАУ: Зб. наук. пр. / Харк. держ. аграр. ун-т. 1997. № 3. С. 86 - 91.

2. Новосад К.Б. Ферментативна активність чорнозему типового глибокого південно-східного Лісостепу України (повідомлення ІІ) // Вісник ХДАУ: Зб. наук. пр. / Харк. держ. аграр. ун-т. 1998. № 2. С. 50 - 54.

3. Щуковський М.А., Новосад К.Б., Казюта О.М. Мікроартроподи та біодіагностика грунтів // Вісник ХДАУ: Зб. наук. пр. / Харк. держ. аграр. ун-т. 1999. № 1. С. 265 - 266 (збирання, обробка та аналіз польового матеріалу, підготовка до друку).

4. Новосад К.Б. Роль і місце грунтово-екологічної інформації в проектах землеустрою та фаховій підготовці інженерів-землевпорядників // Вісник ХДАУ: Зб. наук. пр. / Харк. держ. аграр. ун-т. 1999. № 5. С. 179 - 182.

5. Новосад К.Б. Еволюція чорноземів типових глибоких південно-східного Лісостепу України під різними фітоценозами (повідомлення ІІІ) // Вісник ХДАУ: Зб. наук. пр. / Харк. держ. аграр. ун-т. 2000. № 1. С. 143 - 153.

6. Новосад К.Б. Мікробіологічна активність чорноземів типових глибоких південно-східного Лісостепу України // Грунти України: екологія, еволюція, систематика, окультурення, оцінка, моніторинг, географія, використання / Харк. держ. аграр. ун-т. Харків, 1996. С. 73.

7. Новосад К.Б. Ферментативна активність чорнозему типового глибокого під різним рослинним покривом // Грунти України: екологія, еволюція, систематика, окультурення, оцінка, моніторинг, географія, використання. / Харк. держ. аграр. ун-т. Харків, 1996. С. 74.

8. Новосад К.Б. Біоіндикація екологічних режимів основних грунтів в межах долинних ландшафтів // Питання біоіндикації і екології: Тези міжнар. конф. / Запоріжжя, 21 - 24 вересня 1998 р. Запоріжжя, 1998. С. 28.