Вихідний незрошуваний грунт

1965 Вихідний незрошуваний грунт

1973 Дані Г.М. Пікузи

ДОПОВІДЬ

Згідно державного земельного кадастру в Україні налічується 2,8 млн. га солонцевих ґрунтів. Значна їх частина - 2 млн. га використовується у ріллі, 0,037 млн. га під багаторічними насадженнями, 0,22 млн. га під сіножатями і 0,56 під пасовищами.(рис.1)

На теперішній час значна їх частина, близько 1 млн. га в різні роки меліорована за допомогою гіпсування та 220 тис. га за допомогою меліоративної плантажної оранки.

Тому актуальним є питання аерогенної еволюції меліорованих і не меліорованих солонцевих ґрунтів з метою направленого регулювання ґрунтоутворюючих процесів і ефективного їх використання.

В якості об’єктів досліджень були обрані солонці каштанові (Генічеська дослідна станція дослід С.П.Семенової-Забродіної, закладений 1954 року) та темно-каштанові слабо солонцюваті ґрунти (СТОВ „Воїнське” Красноперекопського району АРК (дослід закладено у 1965 році Г.М. Пятаковою під керівництвом Г.В. Новікової).

Дослідженнями встановлено, що в результаті різного сільськогосподарського використання і меліоративного впливу сформувалися 2 групи солонцевих ґрунтів з різною будовою ґрунтового профілю. Перша група це солонцеві ґрунти, де не проводилася плантажна оранка. В них зберігається профільна будова типова для солонців. Зберігається солонцевий горизонт, але він може бути зрізаний або залучений до орного шару . Протягом 50 років суттєвих змін не спостерігається.

Друга група – плантажовані солонцеві грунти, в яких порушено солонцевий і підсолонцевий горизонти, на їх місті утворився 0-60 см меліорований шар, який можна розглядати як єдиний антропогенне перетворений (турбурований ) горизонт, що складається із суміші горизонтів різного складу.

При цьому морфологічні особливості, набуті після проведення плантажної орані поступово змінюються і на 50 рік післядії формується однорідний орний шар , під яким залягає агрогенноперетворений горизонт.

При цьому при постмеліоративному розвитку не спостерігається ілювіірування мулистих фракцій і формування солонцевого горизонту, фрагменти ілювіального горизонту втрачають свій блиск.

Як наслідок зміни будови профілю та усунення диференціації профілю плантажований ґрунт стає однорідним за гранулометричним складом (рис.4)

Аналіз змін фізичних властивостей показує, що поступово відбувається осадження пухкої маси і ущільнення меліорованого шару. Однак у плантажованих ґрунтах щільність складення меліорованого (0-60 см) шару протягом усього періоду досліджень на 0,1-0,15 г/см³ нижча, ніж на контрольному (неплантажованому) варіанті.

В умовах зрошення вже в перші роки після початку зрошення спостерігається ущільнення ґрунту на 0,15-0,17 г/см³,порівняно з вихідним незрошуваним ґрунтом. В наступні роки щільність орного шару слабо змінюється і складає в середньому 1,28-1,42 г/см³.

Що стосується сольового режиму, то в меліорованих і в не меліорованих ґрунтах спостерігається процес розсолення. найбільш інтенсивно цей процес протікає у плантажованих ґрунтах та у зрошуваних умовах.

Як видно з графіка (рис.6) за 50 років сільськогосподарського використання солонців каштанових глибоких кількість загальних і токсичних солей у профілі зменшилася у двічі. Це зменшення відбулося передусім за рахунок хлоридів та сульфатів натрію. Натомість у ґрунтах спостерігається тенденція до деякого збільшення кальцію та магнію. Такі зміни у катіонному складі зумовили зростання відношення Сa:Na з 0,2-0,5у 1967 році до 4,0-5,4 у 2003-2005 роках.

В плантажованих ґрунтах найбільш суттєві зміни в сольовому складі відбуваються в перші 15 років післядії плантажної оранки. Сума загальних і токсичних солей зменшилася у 2 рази.(рис.8)

На 50 рік післядії меліоративної плантажної оранки інтенсивність процесу розсолення значно знижується порівняно з попередніми роками досліджень і можна говорити лише про тенденцію до подальшого зменшення вмісту солей. У верхній 0-100см частині ґрунтового профілю загальна кількість солей зменшилася не істотно порівняно з попередніми роками. Усі солі рівномірно розподілені у профілі і у їх якісному складі переважають гідрокарбонати кальцію (рис.9). Їх вміст коливається у межах 0,06-0,08%, що свідчить про відсутність навіть слабкого ступеня загального засолення і може означати стабілізацію сольового режиму верхнього шару ґрунту. В той же час процес розсолення інтенсивно протікає у ґрунтоутворюючій породі. Так, порівняно з 1967 роком горизонт сольових акумуляцій з вмістом солей 0,64% гідрокарбонатно–сульфатного магнієво–кальцієвого складу виявився на глибині 175 см. (рис_)

Картину вертикального розподілу водорозчинних солей у неплантажованому солонці каштановому малонатрієвому представлено на рис 7. З рисунка видно, що усі солі рівномірно розподілені до глибини 150 см, у цій частині профілю переважають гідрокарбонати кальцію та магнію. Акумуляційним горизонтом для водорозчинних солей став шар 150-175 см, склад солей у ньому хлоридно – сульфатний магнієво-кальцієвий.

В умовах зрошення прісними гідрокарбонатними водами процес розсолення у темно – каштанових слабосолонцюватих ґрунтах протікає більш швидко (рис.10).

Вивчення сольового складу неплантажованих темно–каштанових слабосолонцюватих ґрунтів показало, що в перші роки зрошення у верхній 0-100см частині ґрунтового профілю значно знижується вміст загальних і токсичних солей, в основному за рахунок хлоридів і сульфатів натрію. Горизонт сольових акумуляцій переміщається на глибину 75-100 см.

В подальшому процес розсолення верхньої частини ґрунтового профілю стабілізується, про що свідчить незначне зниження вмісту загальних і токсичних солей у 0-100см частині профілю, порівняно з попередніми роками досліджень. Вміст солей тут коливається в межах 0,04-0,09% (рис.12), у якісному складі солей переважають гідрокарбонати кальцію.(рис13). За роки зрошення вміст водорозчинного натрію у всьому профілі знизився у 2 – 2,5 рази, натомість спостерігається тенденція до збільшення кількості водорозчинного кальцію, джерелом постійного надходження якого в ґрунти є гідрокарбонатно–кальцієві зрошувальні води.

У плантажованих ґрунтах в умовах зрошення розсолення протікає більш швидко і вже на 10 рік післядії загальна сума солей в півтораметровому шарі знизилася у двічі, досягаючи на глибині 150 см 0,07-0,11% (при 1,55-1,71 до зрошення у 1965 році).

На 40 рік післядії меліоративної плантажної оранки слід відзначити відсутність навіть слабкого ступеня загального і токсичного засолення темно – каштанових плантажованих ґрунтів у шарі 0-100см. Вміст водорозчинних солей тут коливається в межах 0,07-0,08% тип засолення переважно сульфатно–гідрокарбонатний магнієво–кальцієвий.(рис.11)

Зміни іонно-сольового складу ґрунтового розчину у солонцевих ґрунтах, як в зрошуваних, так і в незрошуваних умовах призвели до трансформацій у складі ГПК. За 50 років вміст увібраного натрію в орному шарі незрошуваних солонцевих ґрунтів зменшився з 3,7% до 3,0, в зрошуваних умовах розсолонцювання відбувалося більш інтенсивно (вміст увібраного натрію зменшився з 5,1% до 2,5).

У плантажованих ґрунтах на 50 рік післядії увібраного натрію складає 1,3 % від суми увібраних катіонів, при 2,6 % на контролі, а увібраного кальцію 74,6 .

Відповідно до зміни сольового режиму та трансформацій у складі ГПК змінюється активність іонів натрію і кальцію. як видно із таблиці. відношення  в меліорованому (0-60 см) шарі в плантажованих ґрунтах в 3-5 разів порівняно з вихідним рівнем, що свідчить про подальше розсолонцювання цих ґрунтів. Згідно існуючої класифікації ґрунтів за цим показником ґрунти несолонцюваті.

Істотних змін вмісту гумусу у солонцевих ґрунтах півдня України протягом тривалого періоду їх використання не відбулося. (рис 14).

Після проведення плантажної оранки в результаті перерозподілу генетичних горизонтів відбувся перерозподіл загального гумусу по всій меліорованій частині. У самій верхній частині відбувається зниження загального вмісту гумусу разом з тим в більш глибоких шарах відбувається збагачення горизонтів органічною речовиною на порівняно з тією ж глибиною на контрольному варіанті . В тривалій післядії плантажної оранки в зрошуваних і незрошуваних умовах спостерігається збільшення вмісту гумусу в орному шарі плантажованих ґрунтів, і за цим показником вони виходять на рівень контрольного, неплантажованого варіанту (плантаж 1,97 %, контроль – 2,1 %).(рис.15)

Протягом усіх років досліджень спостерігається більш висока врожайність сільськогосподарських культур на плантажованих ділянках в порівнянні з контрольним (звичайна оранка). Приріст врожаю зерна озимого ячменю на плантажованих темно-каштанових і каштанових солонцюватих ґрунтах в умовах зрошення становить 40-50 %. В незрошуваних умовах приріст врожаю зерна озимої пшениці на плантажованих каштанових солонцюватих ґрунтах на 50 рік післядії складає 20-25 % (рис.16,17).

З метою виявлення ролі ґрунтових характеристик та агрокліматичних критеріїв у формуванні врожаю було створено модель продуктивності плантажованих солонцевих ґрунтів Для її створення використовувалися агрокліматичні (температура повітря, кількість атмосферних опадів та запаси продуктивної вологи в кореневмісному шарі) та ґрунтові (вміст загальних та токсичних солей, вміст карбонатів кальцію, вміст загального гумусу та поживних речовин, гранулометричний та мікроагрегатний склад, щільність складення) показники. Було застосовано декілька методів статистико-математичного аналізу, а саме: кореляційний, окремо парних кореляцій, факторний та багатофакторний кореляційно-регресійний із створенням моделей залежності урожайності основних сільськогосподарських культур і досліджуваних властивостей.

В результаті детальної статистичної обробки даних було виявлено дев’ять факторних груп показників з різною долею впливу на формування врожаю основних сільськогосподарських культур(рис 18) Це дозволило не тільки простежити залежності між врожаєм, ґрунтовими показниками та погодними умовами, а й кількісно визначити долю впливу кожного окремого показника (або їх сукупності) у формуванні величини врожаю. Стадійність змін основних ґрунтових властивостей чітко відображається на формуванні величини врожаю. Найбільші прибавки врожаю простежуються також в перші 15-20 років післядії.

На основі отриманої моделі зв’язку продуктивності солонцевих ґрунтів з кліматичними та ґрунтовими властивостям дозволяє прогнозувати врожайність основних сільськогосподарських культур на плантажованих ґрунтах півдня України та визначати динаміку змін впливу окремих показників.

Подання на здобуття премії Президента України для молодих вчених

Роботу „Наукові та прикладні основи охорони й управління родючістю солонцевих ґрунтів” виконано в Національному науковому центрі „Іститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Сколовського” у 2003-2006 роках.

–          Встановлено, що меліоративна плантажна оранка є високоефективним заходом окультурення солонцевих ґрунтів.

–          Одноразове проведення меліоративної плантажної оранки забезпечує тривалу (більше 50 років) позитивну післядію на властивості ґрунтів і продуктивність сільськогосподарських культур.

–          Постмеліоративний розвиток меліорованих ґрунтів солонцевих комплексів слід розглядати як самостійний етап еволюції цих ґрунтів, результатом якого є утворення нових агроперетворених ґрунтів, що не мають аналогів у природі.

–          У класифікаційній системі ці ґрунти слід розглядати на більш високому ієрархічному рівні.

–          В умовах земельної реформи передача плантажованих солонцевих земель в приватну власність, здача в оренду, повинні здійснюватися за значно вищими цінами, ніж не меліоровані їх аналоги.

За результатами досліджень створено 13 проектів ДСТУ (нормативно-методичне забезпечення) , внесено пропозиції до статті 150 Державного земельного кадастру, щодо віднесення цих ґрунтів до категорії особливо цінних земель.

Похожие работы

Геоінформаційні системи як системи вивчення, аналізу та оцінки впливу екологічних факторів на навколишнє середовище

Скачать

44837

0

4

... ГІС може бути дослідною, охоплювати територію певного регіону, базуватися переважно на векторних форматах просторових даних та мати доступ до корпоративної мережі. 1.3 Геоінформаційні системи в екології Становлення екологічного управління і регулювання екологічних процесів вимагає серйозної технічної підтримки і використання сучасних технологій для вирішення задач різного плану і різного ...