До виконання розрахункової роботи

Методичні вказівки

на тему: «ОЦІНКА ЯКОСТІ ЗЕМЕЛЬ»

з дисципліни «Агроекологія»

для студентів спеціальності 5.04010602 «Прикладна екологія»

 

Рекомендовано до друку методичною радою

Технічного коледжу НУВГП

Протокол №__ 2 ____

від__ 27.03 ________ 2012 р.

 

 

Рівне-2012

 

 

Методичні вказівки до виконання розрахункової роботи з курсу «Прикладна екологія» для молодших спеціалістів з дисципліни «Агроекологія»./ С.В. Ковальчук Технічний коледж НУВГП, 2012. - 29 с.

 

УДК 332.3:631.4

Наведено методики оцінки якості земель з використанням агроекологічного методу і методу спеціального бонітування, які враховують основні параметри родючості ґрунтів і їх екологічний стан.

 

Упорядники: С.В. Ковальчук викладач.

 

 

Відповідальний за випуск: Л.І. Васьковець, заступник директора з навчально-методичної роботи

Зміст

Вступ...................................................................................................4

1. Проведення оцінки земель сільськогосподарського призначення з використанням агроекологічного методу………….5

2. Нормативи основних типових ознак еталонного грунту..…8

3. Розрахунок оцінки якості земель…………………………….9

4. Оцінка якості земель методом спеціального бонітування..11

Завдання…………….............…………………………..…………14

Вихідні дані………………...………………………….…………..15

Додатки……………………...……………………..………………17

Список використаної літератури…………………………..…….29

 

 

Вступ

Земля є основним національним багатством, що перебуває під особливою охороною держави. Відповідно до частини 1 статті 5 Закону України „Про охорону навколишнього природного середовища”, державній охороні і регулюванню використання на території України підлягає навколишнє природне середовище,природні ресурси, як залучені в господарський обіг, так і не

використовувані в народному господарстві в даний період, зокрема земля, ландшафти та інші природні комплекси. Право власності на землю гарантується і реалізується громадянами, юридичними особами та державою виключно відповідно до вимог чинного законодавства. Усі суб’єкти права власності на землю рівні перед законом.

Охорона земель визначається як система правових, організаційних, економічних, технологічних та інших заходів, спрямованих на раціональне використання земель, запобігання необґрунтованому вилученню земель сільськогосподарського призначення для несільськогосподарських потреб, захист від шкідливого антропогенного впливу, відтворення і підвищення родючості ґрунтів, підвищення продуктивності земель лісового фонду, забезпечення особливого режиму використання земель природоохоронного, оздоровчого, рекреаційного та історикокультурного призначення (стаття 162).

Якість земель може бути визначена як комплекс ознак земель, які з різних точок зору впливають на можливості їх використання. З точки зору сільськогосподарського виробництва висока якість ґрунту означає забезпечення високої продуктивності виробництва без істотної його деградації і забруднення навколишнього середовища. Нормативами якісного стану ґрунтів українське законодавство визначає рівень забруднення, оптимальний вміст поживних речовин, фізико-хімічні властивості тощо.

Якісна оцінка земель має як теоретичне, так і практичне значення. По-перше, характеристики якості земель використовуються в системі моніторингу земель для прогнозу і своєчасного запобігання деградаційним процесам, охорони і раціонального використання земель. У завдання якого входять спостереження за станом агроекосистем, отримання систематичної об’єктивної інформації щодо їх функціонування, оцінка отриманої інформації та прогноз можливих змін стану агроценозів на перспективу, розробка рішень і рекомендацій, спрямованих на ефективне керування агроекосистемами. По-друге, облік кількості та якості земель, бонітування ґрунтів, що є цінністю земель у складі природних ресурсів.

 

1. Проведення оцінки земель сільськогосподарського призначення з використанням агроекологічного методу

Еколого-агрохімічна оцінка земель здійснюється з використанням матеріалів якісної характеристики (бонітування) грунтів і показників їх санітарно-гігієнічного стану.

Показником якості або еколого-агрохімічного стану грунту є бонітет, виражений в балах. Останній являє собою інтегральну величину різноманітних властивостей і природних ознак, виражених в мг, %, мг-екв, мм, т і інших одиницях вимірювання, які перераховують в бали бонітету. Внутрішні природні властивості і ознаки грунту виступають як критерії бонітування і діляться на дві групи - основні (типові) та модифіковані.

До основних критеріїв відносяться показники, що безпосередньо характеризують здатність грунту задовільняти потребу рослин у воді і елементах мінерального живлення. Це - максимально можливі запаси продуктивної вологи (ММЗПВ), запаси гумусу і вміст поживних речовин, головним чином потенційно доступних форм азоту, фосфору і калію.

Модифікаційні критерії характеризують специфічні властивості грунту, які впливають на здатність рослин використовувати в процесі формування врожаю поживу і вологу. Так, грунт при достатньому вмісті поживних речовин і вологи, але через підвищену кислотність, солонцюватість або наявність у кореневмісному шарі токсичних речовин, несприятливі агрофізичні та інші властивості, суттєво знижує рівень ґрунтової родючості, продуктивність і якість сільськогосподарських культур. Це обумовлює необхідність враховувати і кількісно оцінювати їх негативну дію. А оскільки негативні властивості (підвищена кислотність, солонцюватість, оглеєність, еродованість, забруднення тощо) мають місцевий (зональний або регіональний) характер, то вони враховуються через поправочні коефіцієнти до оціночних балів, що вираховуються за основними критеріями (максимально можливими запасами продуктивної вологи та запасами гумусу в метровому шарі, вмістом азоту, фосфору і калію).

Для оцінки мікроелементів, проводиться уточнення оптимальних параметрів для некарбонатних і карбонатних грунтів. За параметрами основних критеріїв і вмістом мікроелементів обчислюють бал бонітету, після чого вводяться поправки на негативні властивості (додатки 4-22) і отримують зведений показник еколого-агрохімічного стану ґрунтової відміни поля. Якщо в межах поля знаходиться одна ґрунтова відміна, то отриманий показник буде характеризувати все поле. У випадках, коли поле або земельна ділянка складається з декількох ґрунтових контурів, вираховують середньозважений бал поля за бонітетом усіх його ґрунтових відмін.

Дані про гранулометричний склад, щільність складення грунту, максимально можливі запаси продуктивної вологи, вміст гумусу, рухомих форм основних елементів живлення, мікроелементів, що лімітують у даній місцевості врожай тощо є обов'язковим для проведення якісної оцінки грунтів практично на всій території України.

Оцінка якості грунтового покриву (бонітування) повина характеризувати рівень родючості, види та ступінь забруднення, а відтак і екологічний стан грунту.

З агрофізичних показників вибрано рівноважну щільність складення або об'ємну масу. Вона є інтегруючим параметром низки водно-фізичних характеристик і структурно-текстурних особливостей грунту і залежить від його гранулометричного та структурно-агрегатного складу, кількості органічної речовини. В свою чергу об'ємна маса впливає майже на всі фізичні характеристики грунту -водопроникність, вологоємність, теплопровідність, повітряну забезпеченість, а також мікробіологічні процеси і поживний режим та має тісний зворотній зв'язок з урожайністю рослин, що найбільш помітно в посушливих умовах. Оцінюючи рівноважну щільність складення (перед початком весняних польових робіт або через 1-2 місяці після останнього обробітку) слід виходити з того, що для грунтів середнього та важкого гранулометричного складу оптимальне значення цього показника знаходиться в межах 1,1-1,3 г/см³, для супіщаних і піщаних грунтів - 1,3-1,5 г/см³. Якщо фактичні параметри відрізняються від оптимальних, то це свідчить про агрофізичну деградацію грунту і потребує відповідного втручання (внесення органічних добрив, збільшення посівних площ багаторічних бобових трав, гіпсування, вапнування, застосування полегшеної техніки чи глибокого обробітку грунту).

Максимально можливі запаси продуктивної вологи в 0-100-сантиметровому шарі грунту - показник, який належить до основних критеріїв якісної оцінки грунтів. Це константа, яка характеризує здатність того чи іншого грунту накопичувати максимальну кількість продуктивної вологи. Еталонним грунтом за цим критерієм є грунт з ММЗПВ - 200 мм. Не можна ототожнювати ММЗПВ з поняттям „запаси продуктивної вологи" (ЗПВ) - величиною динамічною, яка змінюється в часі і просторі. Оптимальні значення ЗПВ варіюють в широкому інтервалі: від 60-70 мм для картоплі - до 160-180 мм для вівса і інших вологолюбивих культур.

Гідролітична кислотність і сума ввібраних основ безпосередньо в розрахунках не використовуються, але вони потрібні в інших цілях (наприклад, для визначення норми вапна).

Тип і ступінь засолення (солонцюватості), як і показники обмінної та актуальної кислотності, належать до групи модифікаційних або допоміжних критеріїв і при оцінці грунтів враховуються через поправочні коефіцієнти на негативні властивості грунту (засолення, солонцюватість, кислотність і лужність).

Вміст гумусу в орному шарі або його запаси в метровій товщі грунту, а також показники вмісту азоту, що легко гідролізується, рухомого фосфору, обмінного калію і рухомих форм мікроелементів, разом з ММЗПВ відносяться до основних критеріїв, за якими розраховується „агрохімічна", тобто „основна" оцінка родючості грунту, яка після внесення поправок на забруднення і всі інші негативні властивості дає можливість визначити зведений показник еколого-агрохімічного стану ґрунтового комплексу в межах поля або земельної ділянки.

Щоб перевести абсолютне значення типової діагностичної ознаки у відносне, потрібне обгрунтоване нормативне забезпечення цих ознак для визначення еталонного грунту.

2. Нормативи основних типових ознак еталонного грунту

За еталон (стандарт) приймається оптимальне значення діагностичного показника, який оцінюється в 100 балів, що цілком відповідає одному з основних екологічних законів землеробства - закону оптимуму.

Стандарти (еталони) для мінеральних грунтів

· Гумус: запаси в шарі 0-100 см - 500 т/га; вміст у шарі 0-20 см -6,2%.

· Максимально можливі запаси продуктивної вологи у шарі 0 - 100 см - 200 мм.

· Для азоту - 225 мг/кг за Корнфілдом, 100 мг/кг - за Тюріним-Кононовою;

· для рухомого фосфору - 250 мг/кг за Кірсановим, 200 мг/кг - за Чіріковим, 60 мг/кг - за Мачігіним;

· для обмінного калію - 170 мг/кг за Кірсановим, 200 мг/кг за Чіріковим, 400 мг/кг за Мачігіним.

Мікроелементи:

· для некарбонатних і малокарбонатних грунтів (метод Пейве-Рінькіса): марганець - 71, цинк - 1,6, мідь 3,4, кобальт - 2,3, молібден -0,71, бор - 0,23 мг/кг грунту;

· для карбонатних грунтів (метод Крупського-Олександровоі): мар­ганець - 21, цинк - 5,1, мідь - 0,51, кобальт - 0,31 мг/кг грунту.

Для бонітування торфових грунтів використовують запаси органічної речовини та продуктивної вологи в метровій товщі, а також вміст рухомого фосфору і обмінного калію в орному шарі, обчислених з урахуванням щільності складення.

Еколого-агрохімічний стан грунтів оцінюється не тільки за показниками груп основних (типових) і модифікованих критеріїв, але й з урахуванням видів і ступеня забруднення. Найбільш поширеними видами забруднення ґрунтового покриву в Україні є забруднення радіонуклідами (РН), важкими металами (ВМ), залишками пестицидів (ЗП).

Еталоном щодо забруднення грунтів цими токсичними речовинами можна вважати такий грунт, радіоактивне забруднення якого не перевищує природний фон. Максимально наближеними до еталону є грунти, на яких можна вирощувати екологічно чистий урожай, придатний для виробництва продуктів дитячого та дієтичного харчування.

Таким вимогам цілком відповідають мінеральні грунти, щільність забруднення яких не перевищує 1,0 Кі/км² по цезію-137 (для торфових <0,5 Кі/км²) і 0,02 Кі/км² по стронцію-90.

Вміст валових форм важких металів в еталонному грунті не повинен перевищувати 1 кларку або 0,5 ГДК, а вміст залишків пестицидів - <0,5 ГДК.

 

3. Розрахунок оцінки якості земель

Для кожного діагностичного показника, який виступає в ролі одного з основних (типових) критеріїв, спочатку розраховують бал бонітету, як процентне відношення фактичного значення ознаки до еталону за формулою:

, де

Б_оз - бал типової діагностичної ознаки; Ф - фактичне значення ознаки; Е - еталонне значення ознаки.

З усіх вирахуваних у такий спосіб основних типових критеріїв для даного грунту розраховується середній бал за формулою:

, де

 

Б — середньозважений бал поля, земельної ділянки;

ММЗПВ — максимально можливі запаси продуктивної вологи;

Г — гумус;

N — азот, що легкогідролізується; Р — рухомий фосфор; К — обмінний калій; В—бор;

Мо — молібден; Мп — марганець; Сu — мідь; Со —кобальт; Zn — цинк.

Примітка: всі показники подаються в балах.

Вирахуваний за основними критеріями середній бал корегується потім за допомогою модифікаційних критеріїв через поправочні коефіцієнти на негативні властивості грунту і на клімат (додаток). Кількість поправочних коефіцієнтів обмежується чотирма, найбільш суттєвими.

Остаточний бал бонітету може бути встановлений і шляхом послідовного множення вихідного бала на відповідні коефіцієнти поправок.

Для ґрунтових комплексів оціночний бал вираховується спочатку окремо для кожної ґрунтової відміни, що входять до складу комплексу, а потім вже з них виводиться середньозважений бал всього ґрунтового контура.

Встановлений вище вказаним способом оціночний бал і є остаточною мірою оцінки бонітету ґрунтової відміни.

Після встановлення балів бонітету грунтів приступають до складання шкали бонітування, в якій грунти господарства розміщуються або в міру зниження балів бонітету від кращих до гірших, або в генетичній послідовності згідно номенклатурного списку. При цьому шкали можуть бути і розгорнутими, коли вихідні дані діагностичних показників виражені в них і в абсолютних (мг, мм, мг-екв. тощо), і у відносних (балах) величинах.

Маючи шкалу бонітування, ґрунтову карту з нанесеними балами бонітету ґрунтових відмін і план внутрігосподарського землеустрою, приступають до визначення бонітету ґрунтового покриву господарства.

Ця робота зводиться до обчислення середньозваженого бала бонітету земельної ділянки (поля). Для цього за допопогою планіметру, палетки або іншим методом визначають площу ґрунтових відмін, з яких складається елементарний господарський виділ, а потім, маючи бали їх бонітету і площу, яку вони займають, вираховують середньозважений бал за нижче наведеною формулою:

, де

 

Бб - бал бонітету елементарного господарського виділу; Бб₁, Бб₂...Бб_n - бали бонітету окремих різновидів ґрунтів, що складають елементарний господарський виділ;

П₁, П₂...П_n - площі ґрунтів, що складають елементарний господарський виділ.

 

Остаточний бал бонітета елементарного господарського виділу одержуємо шляхом множення середньозваженого балу на поправочні коефіцієнти. На основі середньозваженого балу бонітету земель елементарного господарського виділу складається паспорт поля.

Приклад.

Загальна площа поля - 100 га. Його ґрунтовий покрив складається з 3-х відмін.

1. Чорнозем опідзолений: площа - 50 га; бонітет - 83 бали.

2. Чорнозем опідзолений слабозмитий: площа - 30 га; бонітет – 68 балів.

3. Темно-сірий лісовий грунт: площа - 20 га; бонітет - 79 балів

Підставляючи ці дані в формулу, обчислимо середньозважений показник якості ґрунтового покриву поля:

 

,

Але дане поле знаходиться на відстані 30 км від промислового комбінату і має незначний рівень забруднення важкими металами, якому відповідає поправочний коефіцієнт 0,9. Вводячи його в наведену формулу, отримаємо зведений показник родючості з урахуванням екологічного стану грунту, який дорівнює 70,2 балам (78 • 0,9 = 70,2).

 

4. Оцінка якості земель методом спеціального бонітування

Для оцінки родючості ґрунту та його екологічного стану використовують матеріали крупномасштабного обстеження ґрунтів (нариси, ґрунтові карти), матеріали детального агрохімічного обстеження ґрунтів та результати короткострокових польових дослідів з добривами, проведених агрохімічною службою України за 1966-1991 рр.

На першому етапі складають агрохімічний паспорт поля, який характеризує сучасний стан родючості ґрунту та ступінь його забруднення токсичними агрохімікатами, важкими металами та радіонуклідами (додаток 1).

На другому етапі проводять оцінку родючості ґрунту поля (зе­мельної ділянки). Для цієї мети використовують нормативні дані урожайності зернових культур, таких як: пшениця озима, жито озиме, ячмінь озимий, ячмінь ярий, просо, овес, горох, соя на різних агровиробничих групах ґрунтів. Нормативні врожаї розроблюють на рівні адміністративних районів, областей і в цілому для України (додаток 2). Нормативна урожайність відповідає переважно середнім показникам родючості ґрунту. На конкретному полі визначають назву ґрунту і агровиробничу групу, до якої він належить (додаток 3). За номенклатурним списком агровиробничих груп ґрунтів встановлюють шифр агрогрупи і нормативну врожайність. Потім нормативна врожайність корегується на фактичні показники родючості грунту, які наведено в еколого-агрохімічному паспорті земельної ділянки. Для корегування розроблено поправочні коефіцієнти на еродованість, заболоченість, солонцюватість, гранулометричний склад, ступінь кислотності, вміст рухомих форм поживних речовин тощо (додатки).

Корегування нормативної врожайності проводиться на найбільш істотні фактори. Спочатку на еродованість, заболоченість, засоленість, а потім на гранулометричний склад, ступінь кислотності, вміст рухомих поживних речовин тощо. Кількість поправочних коефіцієнтів обмежується чотирма в залежності від конкретних грунтово-кліматичних умов.

Розрахункову врожайність на конкретному полі визначають за рівнянням:

, де

 

де Уроз. - урожай розрахунковий, ц/га;

Унор. - урожай нормативний, ц/га;

Кі, К2, Кз... Кп - поправочні коефіцієнти.

 

Приклад розрахунку

1) грунт - дерново-підзолистий супіщаний; нормативна врожайність зернових - 20 ц/га; вміст гумусу - 1,1%; рН ксі - 6,5; вміст рухомого фосфору (за Кірсановим) - 110 мг/кг; вміст обмінного калію (за Кірсановим) - 70 мг/кг ґрунту; поправочний коефіцієнт (К₁) на вміст гумусу - 0,9; —"— (К₂) на ступінь кислотності - 1,0; —"— (К₃) на вміст рухомого фосфору - 1,1; —"— (К4) на вміст обмінного калію - 0,8.

 

Якщо на полі ґрунти належать до різних агровиробничих груп, то врожайність розраховують за кожною агрогрупою окремо. Середньозважену врожайність розраховують також для поля, сівозміни, сільськогосподарського підприємства, адміністративного району, адміністративної області.

На третьому етапі проводять екологічну оцінку ґрунту. Якщо забруднення ґрунту немає, то коригування врожайності на екологічні показники не проводиться. Якщо ж забруднення є, коригування урожайності проводять за допомогою поправочних коефіцієнтів (додатки 18, 21). При комплексному забрудненні коригування проводять на кожний з наявних забруднювачів. Поправочний коефіцієнт на забрудненість агрохімікатами прийнято за 0,9.

Одержана врожайність зернових після коригування є прогнозною на певному полі. За нею або бонітетом, який визначається за бальною шкалою (додаток 22), оцінюють родючість ґрунту.

Ґрунт, на якому одержують 50 ц/га і більше, оцінюють у 100 балів. Шкала урожайності змінюється від 100 до 10 балів з інтервалом 2 бали. У виробничих умовах урожайність зернових (без кукурудзи) коливається переважно в межах 10-40 ц/га, а якість грунту оцінюється на рівні 20-80 балів.

Оцінку якості ґрунту за середньозваженими показниками проводять для сівозміни, сільськогосподарського підприємства, адміністративного району і області.

Розрахунки здійснюють автоматизовано на основі електронних баз даних нормативних урожаїв для основних агровиробничих груп ґрунтів адміністративних районів, а також поправочних коефіцієнтів на агрохімічні та екологічні показники ґрунту конкретного поля (земельної ділянки).

Для грошової оцінки землі використовують "Методику експертної грошової оцінки земельних ділянок" (Постанова КМ України №1531 від 11 жовтня 2002 р.).

 

5. Завдання

Використовуючи дані завдань 1 - 20 та методику оцінки якості земель, визначте:

1) еколого-агрохімічну оцінку земельної ділянки з використанням агроекологічного методу;

2) якісну оцінку ґрунтів методом спеціального бонітування;

3) комплекс заходів для поліпшення якісних характеристик ґрунтового покриву конкретної земельної ділянки.