Визначення параметрів вмісту кислороду та диокиду углероду в ґрунтовому повітрі. Зв’язок між динамікою кислотно-основної реакції та карбонатно-кальційового потенціалу. Заходи регулювання вуглецевого режиму дренованих мінеральних гідроморфних ґрунтів.
Аннотация к работе
Гідроморфні ґрунти із акцептора вуглекислого газу трансформувалися практично в його донатора в атмосферу, що, в свою чергу, повязано із спалахом процесів мінералізації органічної речовини ґрунтів в результаті осушувальної меліорації та обробітку. Водночас відомо, що накопичення СО2 у відповідній кількості в ґрунтовому повітрі та аеротопі, в одних випадках, позитивно впливає на кислотно-основну реакцію ґрунту, на фотосинтез і формування врожаю, а в інших - може призвести до анаеробіозу, інтенсифікації відновних процесів. Для досягнення названої мети було необхідно вирішити такі задачі: 1) визначити параметри вмісту СО2 і О2 в ґрунтовому повітрі, їх порогових значень, емісії СО2 з ґрунту в атмосферу в залежності від способів обробітку та застосування добрив; 2) вивчити взаємозвязок між інтенсивністю продукування СО2 в ґрунтовому середовищі, біологічною активністю, емісією СО2 з ґрунту в атмосферу, динамікою кислотно-основної реакції та карбонатно-кальційового потенціалу; 3) розробити ефективні заходи регулювання вуглецевого режиму дренованих мінеральних гідроморфних ґрунтів Полісся. Виявлено закономірності емісії СО2 з ґрунту в атмосферу та звязок їх з різними способами обробітку ґрунту. Закономірності динаміки вмісту вуглекислого газу в ґрунтовому повітрі, його емісії з ґрунту в атмосферу, вмісту вуглецю гумусу дозволяють рекомендувати ефективні заходи його регулювання, а саме: гребенево-грядову технологію вирощування сільськогосподарських культур на недостатньо дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтах і на землях з наявністю численних заболочених блюдець, а також мінімалізацію рихлення верхнього шару, що добре аерується, в поєднанні з глибоким рихленням.В дисертації наведено теоретичне обґрунтування й вирішення проблеми регулювання вуглецевого режиму в умовах інтенсивного сільськогосподарського використання дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів Полісся легкого гранулометричного складу на основі параметрів вмісту СО2 в ґрунті, емісії СО2 з ґрунту в атмосферу та динаміки вмісту вуглецю гумусу, встановлення закономірностей вуглецевого режиму в системі “ґрунт - ґрунтове повітря - атмосферне повітря”. Параметри вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі дренованих мінеральних ґрунтів є дуже динамічними і залежать від багатьох чинників: інтенсивності обробітку ґрунту, гідротермічного показника, біологічної активності. Множинний коефіцієнт кореляції, який вказує на сукупний вплив вологості, температури ґрунту, вмісту СО2, біологічної активності на інтенсивність виділення СО2 з ґрунту коливався в межах 0,80-0,90. Встановлено, що на осушеному дерново-глейовому супіщаному ґрунті гребенево-грядова технологія порівняно із звичайною технологією на фоні добрив підвищує інтенсивність виділення СО2 з ґрунту в атмосферу в 1,2-1,6 рази. Внесення гною та мінеральних добрив на фоні звичайної технології обробітку підвищувала інтенсивність надходження СО2 з ґрунту в атмосферу протягом вегетаційного періоду в 1,6-2,5 рази порівняно із звичайною технологією без добрив.
Вывод
В дисертації наведено теоретичне обґрунтування й вирішення проблеми регулювання вуглецевого режиму в умовах інтенсивного сільськогосподарського використання дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів Полісся легкого гранулометричного складу на основі параметрів вмісту СО2 в ґрунті, емісії СО2 з ґрунту в атмосферу та динаміки вмісту вуглецю гумусу, встановлення закономірностей вуглецевого режиму в системі “ґрунт - ґрунтове повітря - атмосферне повітря”.
1. Після проведення дренажних робіт і в перші роки сільськогосподарського використання гідроморфні ґрунти трансформуються із акцептора вуглекислого газу в його донатора в аеротоп через спалах процесів мінералізації органічної речовини. Це ускладнює екологічну ситуацію і може призвести до забруднення навколишнього середовища.
2. Параметри вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі дренованих мінеральних ґрунтів є дуже динамічними і залежать від багатьох чинників: інтенсивності обробітку ґрунту, гідротермічного показника, біологічної активності.
Сезонна динаміка вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі дренованого дерново-слабкопідзолистого оглеєного легкосуглинкового ґрунту обумовлена змінами його температури та вологості. Коефіцієнти кореляції між вмістом СО2 в ґрунтовому повітрі, температурою та вологістю коливаються весною і восени в межах 0,56-0,81; в літній період ці показники знаходяться в менш тісному звязку.
3. Інтенсивність виділення СО2 дренованими гідроморфними мінеральними ґрунтами в атмосферу повязана з способами обробітку, біологічною активністю, гідротермічними показниками, вмістом СО2 в ґрунті. Множинний коефіцієнт кореляції, який вказує на сукупний вплив вологості, температури ґрунту, вмісту СО2, біологічної активності на інтенсивність виділення СО2 з ґрунту коливався в межах 0,80-0,90. Встановлено, що на осушеному дерново-глейовому супіщаному ґрунті гребенево-грядова технологія порівняно із звичайною технологією на фоні добрив підвищує інтенсивність виділення СО2 з ґрунту в атмосферу в 1,2-1,6 рази. Внесення гною та мінеральних добрив на фоні звичайної технології обробітку підвищувала інтенсивність надходження СО2 з ґрунту в атмосферу протягом вегетаційного періоду в 1,6-2,5 рази порівняно із звичайною технологією без добрив. Звичайна оранка в поєднанні з щілинуванням осушеного дерново-слабкопідзолистого оглеєного легкосуглинкового ґрунту аналогічно гребенево-грядовій технології також інтенсифікує процес емісії СО2 в атмосферу в 1,2-1,7 рази порівняно із звичайною оранкою без щілинування.
4. Висока аерація дренованих мінеральних ґрунтів за рахунок їх глибокого рихлення призводить до зменшення вмісту гумусу та збільшення вмісту рухомих його фракцій.
5. Встановлена термодинамічна рівновага між вмістом СО2 в ґрунтовому повітрі, карбонатно-кальційовим потенціалом, що дало можливість визначити порогові значення показника РСО2 в ґрунтовому повітрі, вище яких ці значення набувають екологічної недоцільності для ґрунтів елювіального типу, де процеси вимивання кальційових сполук сильно розвинені.
6. Вибираючи способи обробітку дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів можна регулювати процесами накопичення СО2 в ґрунтовому повітрі. Ефективним способом регуляції вуглецевого режиму ґрунтів легкого гранулометричного складу виявилася технологія локального внесення добрив. Вона дозволяє пролонгувати розклад органічних добрив, зменшити інтенсивність надходження СО2 в ґрунтове повітря в 1,3-1,5 рази, збільшити вміст органічних речовин в локальному осередку. При цьому величина урожаю не зменшується.
Рекомендації виробництву.
1. На недостатньо дренованих дерново-слабкопідзолистих оглеєних легкосуглинкових та дерново-глейових супіщаних ґрунтах для оптимізації вуглецевого режиму рекомендується проводити оранку, безполицевий обробіток в поєднанні з глибоким рихленням на глибину 60 см або запровадити гребенево-грядову технологію вирощування сільськогосподарських культур.
2. З метою економії ресурсів та підвищення ефективності їх дії пропонується для впровадження технологія локального внесення органічних та мінеральних добрив в орний та підорний шари ґрунту, що стабілізує вуглецевий режим в ґрунтовому середовищі.
Список литературы
1. Дяченко В.В. Вплив різних способів обробітку на водно-повітряний режим осушеного дерново-слабопідзолистого ґрунту // Агрохімія і ґрунтознавство. - 1992. - Вип.54. - С. 57-60.
2. Чешко Н.Ф., Шимель В.В. Термодинамічний критерій розчинності карбонату кальцію в дерново-підзолистому ґрунті // Агрохімія і ґрунтознавство: спец. випуск до V зїзду УТГА. - Харків, 1998. - Ч4. - С. 3-8. (Узагальнено експериментальні дані по динаміці СО2 для визначення критерію розчинності карбонату кальцію в дерново-підзолистому ґрунті).
3. Шимель В.В. Динамика органического вещества в осушенных дерново-слабоподзолистых почвах Полесья в процессе их окультуривания // Вісник ХДАУ. - 1999. - № 1. - С. 60-64.
4. Шимель В.В. Динаміка вологості ґрунту та газового складу ґрунтового повітря в залежності від технологій обробітку осушеного дерново-підзолистого глейового супіщаного ґрунту // Вісник ХДАУ. - 2000. - №1. - С. 215-220.
5. Трускавецький Р.С., Шимель В.В. Порушення газорегуляторних функцій гідроморфних ґрунтів під впливом дренажу та обробітку// Вісник ХДАУ. - 2001. - № 3. - С. 152-156. (Узагальнено літературні джерела та експериментальні дані по газовому режиму дерново-підзолистого ґрунту).