Вплив технологічного навантаження на структурні рівні організації темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного ґрунтів Лівобережного Лісостепу - Автореферат

Проте зміни фізичних, фізико-хімічних та біологічних показників темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного ґрунтів під впливом різного за інтенсивністю технологічного навантаження вивчено недостатньо. Зовсім мало напрацювань у напрямку нормування технологічного навантаження на ґрунти. Актуальність даної теми підтверджується в пункті 1.3. переліку „Пріоритетні завдання аграрної науки України” (УААН, 2008 р.), а саме: розроблення нових екологічних нормативів, правил, регламентів та вимог, спрямованих на здійснення превентивних заходів з охорони ґрунтів і раціонального їх використання; розроблення нормативних документів щодо охорони та раціонального використання ґрунтів. Для досягнення мети визначено наступні завдання: - провести енергетичну оцінку технологічного навантаження на ґрунти; вивчити вплив різного за інтенсивністю технологічного навантаження на структурно-агрегатний склад ґрунтів та їх водостійкість;За даними аналізу результатів досліджень вітчизняних та іноземних авторів щодо впливу технологічного навантаження на ґрунт відзначено значне протиріччя в поглядах науковців. Під технологічним навантаженням розуміється сумарна кількість прямого навантаження на ґрунт у процесі його сільськогосподарського використання (обробіток ґрунту, добрива, засоби захисту рослин, зрошення). Виходячи з мети роботи, формули обрахування антропогенної енергії були дещо скореговані, а саме виключені статті побічних її витрат (що не привноситься безпосередньо в ґрунт). Установлено, що вміст повітряно-сухих агрономічно цінних агрегатів у темно-сірому опідзоленому та лучно-чорноземному ґрунтах характеризувався як оптимальний (згідно ДСТУ 4362). Характерними фракціями для темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного ґрунтів за якими різниця між перелогом і варіантами з технологічним навантаженням є найчіткішою встановлено брилисті >10 мм і агрономічно найбільш цінні 3-5 мм.На агрегатному рівні під впливом технологічного навантаження встановлено погіршення структурно-агрегатного складу темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного ґрунтів. Найбільший вплив на перерозподіл сухих агрегатів мала дія техніки: кореляційний звязок антропогенної енергії техніки з агрегатами 2-3, 3-5 і > 10 мм темно-сірого опідзоленого ґрунту відповідно становить r = - 0,76; - 0,74 і 0,67, а лучно-чорноземного ґрунту - r= - 0,92; - 0,96 і 0,92. Збільшення інтенсивності технологічного навантаження зумовлювало погіршення водостійкості ґрунтів. Зі збільшенням кількості антропогенної енергії, яка привноситься в ґрунт, зменшувався вміст водостійких агрегатів > 0,25; 1-3; 3-5; 5-7 і > 7 мм та збільшувався вміст 0,25-0,5 та 0,5-1 мм. Дія технологічного навантаження на темно-сірі опідзолені та лучно-чорноземні ґрунти спричиняла збільшення вмісту неагрегованих елементарних ґрунтових часток, яке відбувалося двома шляхами: за рахунок збільшення в ґрунті фракції <1 мм (ці зміни характеризують показники С і Ка) та внаслідок зміни співвідношення у фракціях мікроагрегатів і неагрегованих ЕҐЧ у бік збільшення останніх (показник - ЕҐЧФ).

2. Основний зміст роботи

У дисертації викладені результати досліджень впливу технологічного навантаження на сруктурні рівні організації темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного грунтів. Теоретично обгрунтовано й визначено напрями покращення оцінки й моніторингу ґрунтів, а також деякі аспекти нормування технологічного навантаження, які сформульовані у наступних висновках: 1. На агрегатному рівні під впливом технологічного навантаження встановлено погіршення структурно-агрегатного складу темно-сірого опідзоленого та лучно-чорноземного ґрунтів. Зі зростанням його інтенсивності вміст агрономічно найбільш цінних агрегатів 2-3 і 3-5 мм зменшувався, а брилистих фракцій >10 мм збільшувався. Найбільший вплив на перерозподіл сухих агрегатів мала дія техніки: кореляційний звязок антропогенної енергії техніки з агрегатами 2-3, 3-5 і > 10 мм темно-сірого опідзоленого ґрунту відповідно становить r = - 0,76; - 0,74 і 0,67, а лучно-чорноземного ґрунту - r= - 0,92; - 0,96 і 0,92.

2. Збільшення інтенсивності технологічного навантаження зумовлювало погіршення водостійкості ґрунтів. Зі збільшенням кількості антропогенної енергії, яка привноситься в ґрунт, зменшувався вміст водостійких агрегатів > 0,25; 1-3; 3-5; 5-7 і > 7 мм та збільшувався вміст 0,25-0,5 та 0,5-1 мм. Найістотніший вплив на водостійкість ґрунту мала енергія техніки, про що свідчать тісні та дуже тісні кореляційні звязки. Крім того, вплив техніки зумовлював появу менш цінних слабко зволожуваних агрегатів, які влітку спричиняли певне підвищення водостійкості, що спостерігалося у всіх варіантах з технологічним навантаженням протягом 2004-2006 рр.

3. На рівні елементарних ґрунтових часток під впливом технологічного навантаження встановлені морфологічні зміни, які полягають у зменшенні товщини шару агрегуючого матеріалу на поверхні неагрегованих ЕҐЧ, збільшенні кількості на поверхні мікроагрегатів оголених елементарних ґрунтових часток нижчих порядків, що в сукупності виражалося в освітленні забарвлення досліджуваних фракцій. На варіантах із технологічним навантаженням порівняно з контролем була встановлена поява „перехідних” ЕҐЧ, які тільки частково вкриті агрегуючим матеріалом.

4. Дія технологічного навантаження на темно-сірі опідзолені та лучно-чорноземні ґрунти спричиняла збільшення вмісту неагрегованих елементарних ґрунтових часток, яке відбувалося двома шляхами: за рахунок збільшення в ґрунті фракції < 1 мм (ці зміни характеризують показники С і Ка) та внаслідок зміни співвідношення у фракціях мікроагрегатів і неагрегованих ЕҐЧ у бік збільшення останніх (показник - ЕҐЧФ).

5. У межах двох досліджуваних типів ґрунтів встановлений взаємозвязок між значенням ЕҐЧФ у фракції 0,25-0,05 мм та вмістом гумусу, що підтверджується відємними коефіцієнтами кореляції: r = - 0,67 - темно-сірий опідзолений і r = - 0,71 - лучно-чорноземний ґрунти. За технологічного навантаженням цей звязок не спостерігається, а значення ЕҐЧФ змінюється, головним чином, під дією технологічного навантаження.

6. Зі зростанням привнесення в ґрунтову систему кількості антропогенної енергії у фракції мікроагрегатів збільшувалася частка неагрегованих ЕҐЧ (ЕҐЧФ), що підтверджується статистичним аналізом (темно-сірий опідзолений ґрунт r = 0,90; лучно-чорноземний r = 0,93). Серед видів енергії найтісніший звязок із показником ЕҐЧФ мала енергія техніки (r = 0,89; r = 0,99 відповідно).

7. За технологічного навантаження встановлено порушення закономірностей динаміки целюлозолітичної активності ґрунту, яка притаманна цим ґрунтам у природних ценозах. Це виражалося в значних коливаннях інтенсивності трансформації целюлози протягом року, а також по глибині 0-30 см. Внаслідок погіршення структурно-агрегатного складу ґрунту, збільшення щільності, зменшення вмісту гумусу, що спричинено сільськогосподарським виробництвом, відбувалося зменшення стійкості целюлозолітичних мікроорганізмів до змін погодних умов.

8. Використання запропонованого нами алгоритму нормування технологічного навантаження за вмістом у ґрунтах неагрегованих ЕҐЧ дозволило встановити, що використання технологій із сумарним привнесенням антропогенної енергії протягом року не більше 17130 МДЖ/га є прийнятним, оскільки не призводить до перевищення максимально допустимого значення. В той же час привнесення в ґрунт більшої кількості антропогенної енергії від зазначеної є критичним (гранично допустимим), оскільки призводить до оберненого виходу мікроагрегатного стану ґрунту за допустимі межі.

9. За сприятливих погодних умов зі збільшенням енергоємності технології вирощування сільськогосподарських культур формувалася вища урожайність (2,0-9,7 т/га з. од.), що підтверджується позитивним кореляційним звязком (r = 0,87). При цьому було встановлено погіршення показників ґрунту. Тому врожайність сільськогосподарських культур не може бути єдиним обєктивним показником якісного стану ґрунту.

Рекомендації виробництву

1. Для збереження родючості ґрунтів і запобігання розвитку деградаційних процесів рекомендується використовувати запропонований нами алгоритм нормування технологічного навантаження на основі використання показника вмісту в ґрунті неагрегованих ЕҐЧ.

2. Для попередження процесу фізичної деградації ґрунтів за сільськогосподарського виробництва та отримання врожайності сільськогосподарських культур до 9,7 т/га зернових одиниць на темно-сірому опідзоленому та 6,0 т/га - на лучно-чорноземному ґрунтах рекомендуємо застосовувати технології з сумарним привнесенням антропогенної енергії не більше, ніж 17130 МДЖ/га за рік.

1. Панасенко В.М., Бідолах Д.І. До питання нормування техногенного навантаження на ґрунтові ресурси з використанням сучасних технологій // Науковий вісник НАУ. - 2005. - Вип. 85. - С. 180-185 (висвітлення стану сучасної методичної бази моніторингу ґрунтів та шляхи її вдосконалення, аналітичні роботи, написання статті).

2. Панасенко В.М., Ачасова А.О. Деякі підходи до оцінки впливу технологічного навантаження на структурний стан ґрунту // Науковий вісник НАУ. - 2006. - Вип. 102. - С. 224-230 (проведення експериментальних досліджень, узагальнення і аналіз результатів).

3. Панасенко В.М. Оцінка структури ґрунтів як індикатора їх екологічного стану // Агроекологічний журнал. - 2007. - № 4. - С. 46-51.

4. Панасенко В.М. Вплив гумусованості та інтенсивності антропогенного навантаження на мікроструктурність ґрунтів // Наукові доповіді НАУ. - 2008. - № 1 (9). - http://www.nbuv.gov.ua/e-journals/Nd/2008-1/08pvmosm.pdf.

5. Панасенко В.М. Оцінка мікроагрегованості ґрунтів за різних рівнів антропогенного навантаження з використанням модифікованого способу підрахунку ЕҐЧ // Ґрунтознавство: Матеріали Міжнародної наукової конференції. Дніпропетровськ, 2-5 жовтня 2007 р. - Дніпропетровськ, 2007. - Т. 8. - № 1-2. - С. 142-144.

6. Панасенко В.М. Деякі підходи до оцінки впливу технологічного навантаження на ґрунти // Агрохімія і ґрунтознавство: Спец. вип. - Харків, 2006. - Кн. 3. - С. 271-273.