Сьогодні існує два основних напрямки регулювання балансу гумусу:
1) збільшенням надходження у ґрунт органічної речовини:
-пожнивно-кореневі рештки рослин;
- органічні добрива;
- органо-мінеральні добрива.
2) застосуванням заходів, які зменшують мінералізацію органічної речовини ґрунту та урівноважують процеси гуміфікації та мінералізації або забезпечують переважання гуміфікації, а саме:
● збалансована структура ландшафтів, що зменшує ерозійні втрати грунту в басейні річки;
● балансована (контурно-меліоративна) організація території угідь, що зменшує ерозійні втрати грунту, запобігає підтопленню, засоленню, підкисленню грунтів;
● збалансована структура посівних площ на основі допустимого рівня розораності, що зменшує ерозійні втрати грунту та дисбаланс між гуміфікацією і мінералізацією ОРГ;
● введення та освоєння збалансованих сівозмін, у складі яких є достатня частка ґрунтозахисних культур, що забезпечує збільшення надходження свіжої органічної речовини, зменшує ерозійні втрати грунту та дисбаланс між процесами мінералізації та гуміфікації;
● збалансовані системи застосування добрив, що забезпечують надходження в грунт достатньої кількості свіжої органічної речовини органічних добрив, достатню кількість елементів живлення рослин і попереджують процеси мінералізації гумусу та використання його компонентів для живлення, підвищують врожайність і забезпечуєть зростання маси пожнивно-кореневих решток;
● збалансовані системи обробітку грунту та заробки добрив у грунт, що забезпечують зменшення втрат гумусу на мінералізацію та оптимальні умови для протікання процесів гуміфікації (поверхневий, безполицевий обробіток; заробка основної маси органічних добрив на глибині 10-15 см;
● збалансовані гідротехнічні, агрофізичні та агрохімічні меліорації грунтів, що забезпечують умови переважання процесів гуміфікації над мінералізацією: попереджують прискорення мінералізації гумусу за рахунок збільшення доступності мінеральних форм елементів живлення грунту та міндобрив для мікроорганізмів і рослин; створюють умови фіксації і закріплення новоутвореного гумусу мінеральною частиною грунту.
Для оцінки та регулювання балансу гумусу використовують середні показники вмісту гумусу в грунті та його мінералізації (табл. 10.4).
Таблиця 10.4.
Баланс гумусу в сівозміні (за Міхаровим О.Є., 1978)
| № поля | Культура | Вміст гумусу в грунті, | Мінералізація гумусу, т/га | Поповнення гумусу за рахунок пожнив. і корен. решток, т/га | |
| % | ц/га | ||||
| Багаторічні трави | 2,3 | 0,6 | 0,6 | ||
| Багаторічні трави | 2,4 | 0,6 | 0,6 | ||
| Пшениця озима | 2,3 | 1,0 | 0,4 | ||
| Картопля | 2,2 | 1,5 | 0,2 | ||
| Овес | 2,2 | 1,0 | 0,4 | ||
| Кукурудза | 1,7 | 1,5 | 0,2 | ||
| Ячмінь ярий з підсівом баг. трав | 2,1 | 1,0 | 0,4 | ||
| Разом | - | 7,2 | 2,8 | ||
| Осереднено | 2,2 | 1,03 | 0,4 |
Так, згідно із даними табл. 10.1 на дерново-підзолистих ґрунтах у семипільній сівозміні з двома полями багаторічних трав дефіцит гумусу в середньому по сівозміні становить: 0,40 т/га.
На основі балансу гумусу за ротацію сівозміни розробляють заходи щодо його оптимізації розраховують норму органічних добрив для покриття дефіциту гумусу у сівозміні, якщо такий існує. Для цього користуються залежністю:
, (10.1)
, (10.2)
де: НОД –норма органічного добрива (насиченість ріллі), т/(га рік);
Б – баланс гумусу за ротацію сівозміни, т/(га рік);
Кг – коефіцієнт гуміфікації органічного добрива, долі від одиниці;
Кср – коефіцієнт вмісту сухої речовини, долі від одиниці;
W – вологість органічного добрива, %.
Загалом професором М.К. Шикулою встановлено осереднені норми насичення ріллі органічними добривами для підтримання бездефіцитного балансу гумусу у сівозмінах за систем землеробства різного рівня екологізації (див. табл.10.5.).
Таблиця 10.5.
Норми насичення ріллі органічними добривами у системах
землеробства різного рівня екологізації
(М.К. Шикула та ін.,2000)
| Рівень екологізації землеробства | Індекс екологізації, Іе | Зональні норми насичення ріллі органічними добривами, т/(га рік) | |||||
| Сухий Степ | Посуш. Степ | Степ | Лів.бер. Степ | Прав.бер. Степ | Зх. Полісся | ||
| Органічне (біологічне) землеробство | |||||||
| Найвищий | |||||||
| Екологічне землеробство | |||||||
| Інтенсивний | 4-1 | ||||||
| Наростаючий | 15-5 | 8-13 | 10-27 | 11-21 | 13-25 | 16-29 | 18-33 |
| Промислове (техногенно-хімічне) землеробство | |||||||
| Спадаючий | 16-25 | 5-7 | 6-9 | 7-10 | 8-12 | 9-15 | 10-17 |
| Низький | >25 |
Згідно із даними Інституту землеробства УААН, вміст гумусу в дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах Полісся України можна довести до 2,5%, а у глинисто-піщаних – до 1,9-2,0 %. Такий вміст гумусу досягнуто в ґрунтах індивідуальних присадибних ділянок, де протягом багатьох років вносять високі норми гною та інших органічних добрив.
10.6. Оцінка основних видів органічних добрив як факторів стабілізації балансу гумусу
Органічна система удобрення є найбільш екологічною, але через обмеженість видів органічних добрив таку систему застосування добрив важко збалансувати. Недолік органічних добрив у тому, що кожен вид органічного добрива має відносно стабільний склад біогенів. Перевага – широкий спектр біогенів – від макро- до мікроелементів та наявність біологічно активних речовин і відповідної мікрофлори, що позитивно впливають на біологічну активність грунту, а відтак – оптимізують живлення рослин.
Органічні добрива є прямим постачальником грунту органічною речовиною, яка поступово трансформується: мінералізується та гуміфікується. Ці два процеси мало вивчені, але, за свідченнями вчених, є взаємозалежними та взаємопов’язаними. Мінералізація органіки ґрунтовою біотою вивільняє необхідні рослинам біогени у іонній формі. Гуміфікація – забезпечує поповнення запасів динамічного комплексу гумусових сполук. Відомо, що найбільш динамічна енергія АЕС зосереджена саме у органічній речовині грунту та рослин. Енергія є формою руху матерії, тому оптимізація речовинних потоків у агроекосистемі без оптимізації енергетичних – досить сумнівний захід її стабілізації.
До органічних добрив належать: підстилковий і безпідстилковий гній, гноївка, сеча, фекалії; торф; різні компости (торфо-гноєві, торфо-земляні, гноє-земляні, торфо-гноє-земляні, компости на основі органічних відходів та різних видів органічних добрив); пташиний послід; зелене добриво (сидерати); мул; сапропелі; сажа та органічні відходи сільськогосподарського виробництва, промисловості, міські відходи; осади стічних вод.
Особливістю позитивного впливу органічних добрив на процеси гумусоутворення та підвищення врожайності сільськогосподарських культур є наступні їхні характеристики:
1) органічні добрива є безпосереднім джерелом органічної речовини, при гуміфікації якої утворюється гумус, що характеризується коефіцієнтами гуміфікації добрив (див. табл.10.6.);
Таблиця 10.6.
Коефіцієнти гуміфікації деяких органічних матеріалів
(М.М. Городній, 2003)
| Вид органічного матеріалу | Кг |
| Листя | 0.20 |
| Корені | 0.35 |
| Зелені добрива | 0.25 |
| Солома | 0.30 |
| Підстилковий гній | 0.40-0.50 |
2) органічні добрива є джерелом живлення і субстратом розвитку живих організмів, що регулюють протікання всіх процесів у грунті, в тому числі – гуміфікацію і мінералізації органічної речовини;
3) органічні добрива є найкращим джерелом елементів живлення рослин, оскільки мають багатий елементний склад: макро- і мікроелементи;
4) органічні добрива сприяють активізації фізіологічних процесів у організмах рослин (стимулюють ріст і розвиток), оскільки містять в своєму складі різні корисні для рослин фізіологічно активні речовини, мікроорганізми, антибіотики тощо;
5) органічні добрива поліпшують фізико-хімічні властивості ґрунту.
Оскільки органічні добрива мають порівняно невисокий вміст основних елементів живлення і значну кількість вологи, їх не перевозять на великі відстані, а використовують на місці, тому й називають місцевими добривами.
Таблиця 10.7.
Величина ефективної органічної речовини, кг/га
(Анонімоус, 1989)
| Озима пшениця (корені і стерня) | |
| Озима пшениця (солома) | |
| Озимий ячмінь (корені і стерня) | |
| Озимий ячмінь (солома) | |
| Овес | |
| Жито | |
| Картопля | |
| Надземна маса цукрових буряків | |
| Цукрові буряки (без листової маси) | |
| Біла конюшина | |
| Райграс (італійський) | |
| Вика | |
| Люцерна | |
| Коров'ячий рідкий гній (кг/т внесеного) | ЗО |
| Свинячий рідкий гній (кг/т) | |
| Курячий напіврідкий гній (кг/т) | |
| Коров'ячий гній (кг/т) | |
| Курячий послід (сухий) (кг/т) | |
| Грибний компост (кг/т) |
Органічні добрива при правильному використанні є могутнім резервом підвищення родючості ґрунту, а отже, й урожайності сільськогосподарських культур. Кожне органічне добриво у якості джерела гумусоутворення та фактору формування родючості грунту оцінюється тим вище, чим більшим коефіцієнтом гуміфікації воно характеризується.
Коефіцієнт гуміфікації – та кількість органічної речовини (% її надходження у грунт (або долі від одиниці)), яка залишається у ґрунті у вигляді гумусу (гуміфікується).
Подібним показником є «ефективна органічна речовина» – це та її кількість, яка утримується у грунті один рік після внесення (табл. 10.7).
10.7. Наукові принципи збалансованого застосування мінеральних добрив
Неодмінною умовою справді ефективного, екологічно обгрунтованого застосування добрив є застосування їх на фоні оптимального співвідношення в агроекосистемах земельних угідь: ріллі, лісу, луків, пасовищ, водойм та ін. В Україні над цим питанням працював Інститут охорони грунтів, узагальнені дані якого наведені в табл. 10.8.
Таблиця 10.8.
Оптимальне співвідношення угідь в основних ґрунтово-кліматичних зонах України
(М.С. Кравченко, Ю.А. Злобін, О.М. Царенко, 2002)
| Грунтовно-кліматична зона, підзона | Площа, % | ||
| Рілля | Полезахисна лісистість | Природні кормові угіддя | |
| Полісся | 40-50 | 3-5 | 45-47 |
| Лсостеп | 35-45 | 7-10 | 45-48 |
| Центральний та Північний Степ | 40-60 | 5-10 | 30-55 |
| Південний Степ | 50-60 | 7-10 | 30-43 |
Тільки на фоні оптимального співвідношення угідь можна відновити екологічне благополуччя агроландшафтів та такі ознаки екосистем як замкненість (вибіркове поглинання, утримання і замкнення біофільних елементів через кругообіг речовин), саморегулювання та стійкість, в підтриманні якої системи удобрення належить приблизно 30-50 %.
Другою важливою умовою збалансованого застосування добрив є комбінована система застосування добрив у сівозміні – органо-мінеральна. Лише така СЗД дозволяє створити умови найбільш збалансованого живлення сільськогосподарських культур та відновити порушений кообіг елементів живлення в агроекосистемі.
Третьою вимогою до застосування добрив є нормування агрохімічних засобів в межах потенціалу самовідновної здатності агроекосистем. Оскільки система удобрення повинна бути енерго- та ресурсозберігаючою, то нормування агрохімічних засобів слід проводити на біоенергетичній основі, спираючись на закони Природи про збереження і перетворення енергії та речовин.
До застосування азотних добрив треба ставитися обережно, дотримуючись регламентів. Найголовніший з них - екологічно небезпечний показник інтенсивності балансу (ІБ). За даними вчених для азоту ІБ не може перевищувати 105-110 % при веденні землеробства на дерново-підзолистих і сірих лісових грунтах і 70-100 % - в зоні чорноземів. Що стосується фосфорних і калійних добрив, то для них цей показник варіює в залежності від вмісту в грунті рухомого фосфору і обмінного калію.
Азот мінеральних добрив можна частково замінити азотом органічних добрив або в умовах їхньої нестачі – сидерацією (див. табл. 10.9).
Таблиця 10.9.
Надходження в грунт загального та симбіотичного азоту
залежно від урожайності бобових культур
| Культура | Урожай ц/га | Надходження в грунт, кг/га | |
| N загального | N симбіотичного | ||
| Конюшина першого року використання(чистий посів) | 115,2 180,0 200,0 374,4 | 74,9 126,0 224,3 280,8 | |
| Конюшина за два роки використання(чистий посів) | 130,7 200,2 323,8 401,8 | 84,9 140,1 242,9 301,3 | |
| Травосуміш конюшини (50%) і тимофіївки першого року використанння | 69,1 108,0 179,4 224,6 | 44,9 75,6 134,6 168,5 | |
| Кормовий люпин | 28,5 51,6 63,2 58,9 | 19,9 38,6 50,6 69,0 | |
| Віко-вівсяна суміш | 21,9 28,2 34,5 40,8 | 11,0 14,1 20,7 24,5 | |
| Зернобобові(горох) | 25,3 31,1 36,7 42,3 | 11,4 14,0 20,2 23,2 |
Так, заорювання сидератів у грунт не лише вирішує проблему азотного голоду рослин, а й створює у грунті сприятливе співвідношення біотичних угруповань для наступного переважання процесів гуміфікації над процесами мінералізації гумусу.
У обгрунтуванні норм добрив важливо підбирати найбільш точні методи – розрахункові або експериментальні. (див. табл. 11.6).
Таблиця 10.10.
Методи визначення норм мінеральних добрив для одержання 50 ц/га зерна озимої пшениці на Поліссі
(О.О. Созінов та ін., 1996)
| Метод розрахунку норм добрив | Формула розрахунку | Коефіцієнт заміщення виносу ЕЖ | Нормативи витрат добрив на 1 ц зерна, кг | Розрахункові норми добрив, кг/га д.р. | ||||||
| N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | N | P2O5 | K2O | ||
| Прямі: | ||||||||||
| - за нормативними витрат на врожай | Н=УНК | - | - | - | 3,2 | 2,8 | 2,3 | |||
| - за нормативними витрат на приріст врожаю | Н=  УН2К
| - | - | - | 10,5 | 9,1 | 7,6 | |||
| Непрямі: | ||||||||||
| - за коефіцієнтами використання ЕЖ з грунту та добрив | Н= 
| - | 10 | 16* | - | - | - | - | - | - |
| - за коефіцієнтом заміщення виносу | Н=УВКв | 1,1 | 2,1 | 0,9 | - | - | - | |||
| - за приростами врожаю і коефіцієнтами використання ЕЖ з добрив | Н= 
| 29,0 | 14,0 | 33,0 | - | - | - |
Примітка: * - у чисельнику – коефіцієнт використання ЕЖ з грунту, у знаменнику – з добрив.
Умовні позначення у формулах:
Н – норма мінеральних добрив, кг/а; Уп – запланований врожай, ц/га; У – приріст урожаю, ц/га; Н1 і Н2 – норматив витрат мінеральних добрив на одержання одиниці врожаю і його приросту, кг/ц; К – поправочний коефіцієнт на агрохімічні властивості грунту; П – вміст рухомих форм поживних речовин у грунті, кг/га; В – винос ЕЖ урожаєм, кг/ц; Кг – коефіцієнт використання ЕЖ з грунту, %; Кд – коефіцієнт використання ЕЖ з добрив, %; Кв – коефіцієнт заміщення виносу, %.
Експериментальні методи є більш точними, але трудомісткі і затратні. Тому ця проблема вирішується введенням поправкових коефіцієнтів на рівень забезпеченості грунтів доступними формами елементів живлення до рекомендованих науково-дослідними установами експериментально встановлених зональних норм добрив.
10.8. Хімічні меліорації грунту: види та значення
Хімічна меліорація грунту – це система заходів із застосування хімічних речовин для поліпшення фізико-хімічних та фізичних властивостей ґрунтів, їхнього хімічного складу та підвищення врожайності сільськогосподарських культур.
Основними видами хімічної меліорації є: вапнування кислих ґрунтів, гіпсування солонцюватих ґрунтів, кислування лужних ґрунтів.
Вапнування ґрунтів передбачає внесення вапнякових матеріалів у кислі ґрунти з метою нейтралізації їхньої надмірної кислотності, шкідливої для багатьох сільськогосподарських культур.
Ріст і розвиток рослин великою мірою визначається реакцією ґрунтового середовища, швидкістю і спрямованістю хімічних та біохімічних процесів, що відбуваються у ґрунті. Більшість культурних рослин формує високі врожаї лише за нейтральної або близької до нейтральної реакції ґрунтового середовища (рН=5,5-6,5).
У природних умовах кислотність ґрунту формується за перебігу підзолистого процесу ґрунтотворення, внаслідок чого ґрунтовий вбирний комплекс насичується іонами водню й алюмінію, а ґрунтові колоїди теж мають виражені кислотні властивості. Підкислення ґрунту можливе також за тривалого застосування фізіологічно кислих мінеральних добрив та у результаті засвоєння елементів живлення рослинами у вигляді іонів, що супроводжується виділенням еквівалентної кількості іонів водню.
Концентрацію іонів водню у ґрунтовому розчині, а звідси і кислотність ґрунту, умовно виражають показником рН:
, (10.1)
Непрямим результатом високої кислотності ґрунту є недостатній вміст у ньому засвоюваних іонів кальцію і фосфору, надлишок розчинних сполук алюмінію, мангану – досить шкідливих для рослин. Алюміній, накопичуючись у кореневій системі рослин, понижує її здатність проводити фосфор у надземні частини, тому рослини потерпають від фосфорного голодування навіть за внесення фосфорних добрив.
Вапнування ґрунтів
Більшість культурних рослин для нормального розвитку потребує слабкокислої (рН=5,5-6,5) або нейтральної (рН~7) реакції ґрунтового розчину. Шкідливу дію підвищеної кислотності ґрунту можна усунути внесенням необхідної дози карбонату кальцію (вапна), який не лише підвищує рН ґрунтового розчину, а й зв'язує алюміній та манган у малорозчинні сполуки.
Умовою успішного проведення вапнування є щонайповніше знання реального стану реакції ґрунту кожного поля не тільки за значенням рН, а й за природою ґрунтової кислотності.
Вапнування кислих ґрунтів – це захід тривалої дії, тому низькоякісне його проведення негативно позначається на родючості ґрунтів протягом багатьох років. У зв'язку з цим слід суворо дотримуватися рекомендованих норм, строків, способів, глибини заробляння, рівномірності внесення та періодичності використання вапна на полях сівозміни. Відхилення фактичної норми внесення вапна від розрахованої за гідролітичною кислотністю не повинно перевищувати 10 %, нерівномірність внесення по ширині поля – 25-30 %.
Потребу у вапнуванні кислих ґрунтів визначають за рН сольової витяжки грунту з урахуванням гранулометричного складу та вмісту гумусу та показником ступеня насичення ґрунту основами з урахуванням набору сільськогосподарських культур у сівозміні.
Норми вапна встановлюють такими способами:
● за гідролітичною кислотністю, цей метод найточніший;
● за значенням рН сольової витяжки з урахуванням гранулометричного складу ґрунту;
●за нормативами витрат вапна для зміщення значення рН на 0,1.
За даними Г.А. Мазура, 1 т вапна (СаСОз) збільшує рН піщаних ґрунтів на 0,66, супіщаних – на 0,27, легкосуглинкових – на 0,18. Для підвищення рН ґрунту на 0,1 потрібні такі дози вапна, т/га: для піщаних ґрунтів – 0,12-0,16; для супіщаних – 0,35-0,40; для суглинкових – 0,50 - 0,60.
В усіх зонах поширення кислих ґрунтів, незалежно від вирощуваних культур дозу вапна визначають за гідролітичною кислотністю ґрунту згідно формули:
Дсасо3=Hг ٠ d ٠ Нор., (10.2)
де: Дсасо3Hг – доза вапна, т/га;
d - щільність складення грунту, г/см3;
Нор - потужність меліорованого шару грунту, см (орного).
Повторне або підтримувальне вапнування доцільно проводити в разі зниження рН на 0,5 одиниці відносно оптимального значення рН для даної сівозміни, оскільки воно дає високий позитивний ефект, посилюючи дію мінеральних добрив.
Строки повторного вапнування залежать від норми та якості вапнякових матеріалів, кількості опадів, форм і норм добрив, набору культур у сівозміні. Тому середня періодичність вапнування ґрунтів у різних регіонах України неоднакова: на Поліссі – 6-7 років, у Лісостепу – 6-9 років, Карпатах і Закарпатті – 4-6 років.
Вапнування проводять практично протягом усього року. У теплий період вапнують перезволожені ґрунти і ґрунти на горбистих ділянках полів, навесні та восени – добре дреновані ґрунти, влітку – вільні від посівів поля. Вапно можна вносити взимку на рівні поля, на яких висота снігового покриву не перевищує 30 см. При цьому вологість вапнякових добрив має бути не вищою за 7%, а швидкість вітру – не більше як 5 м/с. Вапно вносять під культури, які добре реагують на вапнування, або під їх попередники, а половинні норми – також під льон і люпин. Його не можна вносити взимку на посівах озимих культур і багаторічних трав.
Гіпсування ґрунтів
До хімічної меліорації належить і гіпсування лужних ґрунтів – солончаків, солонців та ґрунтів із різним ступенем солончакуватості і солонцюватості. Засолені ґрунти поширені в Степовій та Лісостеповій зонах України, де займають площу близько 2,2 млн га орних земель. Концентрація легкорозчинних солей у них сягає 0,1-0,3 %. Солонці й солонцюваті ґрунти, як правило, розміщуються у комплексі з іншими ґрунтами, займають від 4 до 80% площі. Такі ґрунти мають несприятливі водно-фізичні та агрономічні властивості, що пояснюється значною кількістю увібраних катіонів натрію і магнію та пептизацією колоїдів і руйнуванням ГВК. Вони характеризуються підвищеною лужністю (рН=7,5-9,5), високою в'язкістю, липкістю, поганими водопроникністю і набуханням у вологому стані, сильним ущільненням, розтріскуванням і безструктурністю у сухому стані. На таких ґрунтах рослини страждають від нестачі вологи у посушливі періоди та від нестачі повітря – у вологі.
За глибиною залягання сольового горизонту засолені ґрунти поділяють на:
● солончакові (солі в шарі 0-30 см);
● солончакуваті (30-80 см);
● глибоко солончакуваті (80-150 см);
● глибоко засолені (глибше 150 см).
За вмістом увібраного натрію їх поділяють на:
● несолонцюваті < 5 % ЄКО (ємності катіонного обміну);
● слабкосолонцюваті: 10-20% ЄКО;
● солонці > 20 % ЄКО (залягають окремими плямами).
За складом солей солонці поділяють на содові, содово-сульфатні, сульфатно-содові, хлоридно-содові, содово-хлоридно-сульфатні (Лісостеп), хлоридні, сульфатні, хлоридно-сульфатні (Степ).
Гіпсування ґрунтів проводять за вмісту увібраного натрію понад 5% ЄКО. Витісняють увібраний натрій та нейтралізують ґрунт внесенням гіпсу, фосфогіпсу, сульфату заліза, сульфату алюмінію, хлориду або нітрату кальцію, дефекату, неорганічних кислот (сірчаної, соляної, азотної), кислих органічних відходів промисловості (лігнін) тощо.
Найчастіше для меліорації солонців і засолених ґрунтів використовують гіпс і фосфогіпс. Норму гіпсу визначають за формулою:
Н = 0,086·(Na-0,1·E)·h·d, (10.3)
де: Н – норма гіпсу, т/га;
Na – вміст увібраного натрію, мг-екв/100 г ґрунту;
E – ємність катіонного обміну (ЄКО), мг-екв/100 г ґрунту;
h – потужність меліоративного шару ґрунту, см;
d – щільність складення ґрунту, г/см3.
Ефективність гіпсування залежить від ступеня зволоження ґрунтів, реакції ґрунтового розчину, глибини залягання ґрунтових вод, способів внесення гіпсу тощо. Меліоранти краще вносити по паровому полю під просапні культури (кукурудзу, цукрові буряки) та багаторічні бобові трави. На солонцюватих ґрунтах повну їх норму вносять під оранку.
Ефективне поліпшення солонцюватих ґрунтів і солонців можливе у разі комплексного застосування агротехнічних, меліоративних, агрохімічних і біологічних заходів, які мають охоплювати: внесення меліорантів; обробіток грунту чизельними розпушувачами на глибину 35-45 см або плантажну оранку на глибину 55-60 см; вирівнювання поверхні поля; регулювання поверхневого стоку, влаштування дренажу та промивного водного режиму за рахунок зрошення і снігозатримання; застосування органічних та мінеральних добрив; сидерацію, створення після меліорації сприятливого агробіологічного фону висіванням солестійких рослин (у перші роки – буркуну, суданської трави, люцерни, а в міру окультурення – ячменю, озимої пшениці, сорго, цукрових буряків).
10.9. Екологічна конверсія у сільському господарстві
Розвиток екологічної кризи поставив складні задачі перед виробництвом. Виникла необхідність наукового аналізу взаємодії виробництва із природним середовищем, на основі чого почали розвиватися нові напрямки виробництва – екологічна конверсія. Екологічна конверсія – сукупність методів перетворення відходів у корисні для суспільства речі або їх утилізації без негативних наслідків для навколишнього природного середовища. Головними принципами екологічної конверсії у сільському господарстві є поворот від інтенсивного сільського господарства до стійкого, екологічно безпечного (табл. 10.11). Такий тип сільського господарства має на меті не лише збереження бази сільськогосподарського виробництва для майбутніх поколінь людей. Це той тип виробництва, що відповідає рівню загальної цивілізованості людини.Головними складовими агропромислового виробництва є рослинництво та тваринництво. Рослинництво реалізується в межах певних систем землеробства.У галузі обробітку ґрунту екологічна конверсія повинна, перш за все, стосуватися оранки. За висновками вчених (Шикули М.К., Моргуна Ф.Т., Вистрогова В.А., Поповича Л.П.) перспективою звичайної оранки є безвідвальний обробіток грунтів. Так, безвідвальний обробіток черноземів Лісостепу України підвищує їхню екологічну стійкість. Такі системи обробітку базуються на безвідвальному обробітку ґрунту на глибину до 40 см та регулярному розпушуванню на глибину до 7-8 см.
Таблиця 10.11.Основні напрямки екологічної конверсії сільськогосподарського виробництва (Писаренко В.Н., Писаренко П.В., Писаренко В.В., 2008)| № за п. | Стратегічний напрямок | Тактичні завдання |
| 1 | Створення лісолуго-пасовищної рівноваги | Підвищення біологічного різноманіття ландшафтів. Зниження масштабів вітрової та водної ерозії. Лісонасадження у ерозійно небезпечних місцях. Залуження. |
| 2 | Відновлення природних біогеохімічних циклів | Контроль за надходженням органічних речовин до ґрунту. Перехід до оптимальних пасовищних навантажень. Децентралізація тваринництва. |
| 3 | Оздоровлення грунтів | Перехід до безплужного землеробства та мінімального обробітку грунту. Збереження гумусу в грунті шляхом використання органічних добрив, сидератів та живого мульчування. Мінімізація застосування пестицидів. |
| 4 | Підвищення коефіцієнта енергетичної ефективності та стабільності агроекосистем. | Використання енерго- та ресурсозберігаючих технологій. Створення сортів із підвищеним коефіцієнтом використання ФАР. Перехід від інтенсивних систем землеробства до адаптивних і відновлюваних. Створення сортів, пристосованих до полікультур. |
Відповідно до аналізу О.Г. Тараріко (1991), для України значну перспективу має ґрунтозахисна система землеробства, у якій до 40-50% ріллі зайнято багаторічними травами. Ця система передбачає застосування лише високоякісних органічних добрив та сидератів, дотримання оптимального поголів’я худоби та ретельний контроль балансу елементів живлення у ґрунті. При цьому така система на 40-50% знижує продуктивність рослинництва.
Для України розробляється нова система водної меліорації, відповідно до якої потрібно реконструювати зрошувальні системи. Концепція передбачає перехід до системи малого зрошування, зрошення природних кормових угідь у заплавах, екологізації норм, засобів та термінів поливу, контролю якості води і використання для поливу води з мінералізацією не більше 0,5-1 г/л.
Однією з центральних проблем екологічної конверсії у тваринництві є рівновага між рослинницькою та тваринницькою галузями господарства. Для повної переробки залишків рослин за нормами на 1 га орних земель повинно припадати в середньому або 2-3 корови, або 5 телиць, або 25 свиней, або 2500 курей. Але на сьогодні у сільському господарстві України це співвідношення різко порушене.
Важливим елементом екологізації тваринництва є знешкодження твердих та рідких відходів, зменшення газоподібних викидів. Нині гній використовується головним чином як добриво і при цьому його погано готують до внесення у ґрунт. Наслідками цього є надходження у ґрунт паразитарної мікрофлори, яєць гельмінтів, великої кількості насіння бур’янів. Найбільш екологічно безпечною та економічно вигідною є переробка тваринницьких відходів на біогаз.
Біогаз – це суміш горючих газів, у якій переважає метан, а також наявні сірководень і водень. Нині розроблено технологію його виробництва із тваринницьких та рослинницьких відходів у так званих метантенках. При дотриманні технології (температура 35-40°С чи 50-55°С, рН=6,5-8,0, відсутність у сировині токсичних речовин та антибіотиків) вихід біогазу високий.
Питання самоконтролю:
- Охарактеризуйте основні екологічні функції гумусу в ґрунті.
- Назвіть та розкрийте суть основних методів регулювання балансу гумусу в сівозміні.
- Як відрізняються норми насичення ріллі органічними добривами для систем землеробства різного рівня екологізації?
- Назвіть існуючі сьогодні види органічних добрив.
- Охарактеризуйте суть понять «коефіцієнт гуміфікації» та «ефективна органічна речовина».
- Охарактеризуйте суть поняття «система застосування добрив» та вкажіть основні цілі СЗД.
- Вкажіть оптимальне співвідношення угідь в основних ґрунтово-кліматичних зонах України.
- Які типи живлення рослин розрізняють і які способи удобрення застосовують для забезпечення того чи іншого типу живлення?
- Назвіть основні макро-, мезо – та мікроелементи живлення рослин. Яка їхня роль у життєдіяльності рослин?
- Охарактеризуйте поняття «критичний період» та «період максимального поглинання» елементів живлення рослиною. У яких фазах розвитку мають місце ці періоди?
- Розмежуйте поняття «норма» та «доза» добрива.
- Назвіть основні способи застосування добрив.
- Назвіть та охарактеризуйте основні прийоми застосування добрив.
- Які біологічні особливості сільськогосподарських культур враховують на етапі проектування системи застосування добрив у сівозміні?
- Яким чином враховують грунтово-кліматичні умови на етапі проектування системи застосування добрив у сівозміні?
- Які агротехнічні умови враховують на етапі проектування системи застосування добрив у сівозміні?
- Охарактеризуйте основні екологічні наслідки взаємодії добрив із грунтом.
- Охарактеризуйте основні екологічні наслідки впливу мінеральних добрив на якість сільськогосподарської продукції.
- Охарактеризуйте побічний вплив мінеральних добрив на стан навколишнього природного середовища.
- Назвіть основні організаційні, агротехнічні та хімічні заходи, які поперджають непродуктивні втрати добрив та забруднення навколишнього природного середовища.
- Що таке «хімічна меліорація грунтів» та які її види існують?
- Яким універсальним показником-індикатором кислотності виражають концентрацію іонів водню у ґрунтовому розчині?
- Назвіть оптимальні межі коливань рН для більшості культурних рослин.
- Назвіть умови, за яких ідентифікують потребу грунту у вапнуванні.
- Назвіть нормативи витрат вапна для зміщення значення рН на 0,1.
- Наведіть універсальну формулу для визначення дози вапна.
- Вкажіть показники середньої періодичності вапнування ґрунтів у різних регіонах України.
- Охарактеризуйте сприятливі погодні умови для вапнування грунтів.
- Назвіть типи засолених грунтів за глибиною залягання сольового горизонту.
- Назвіть типи засолених грунтів за вмістом увібраного натрію.
- Назвіть найменший вміст обмінного натрію, який є індикатором потреби грунту у гіпсуванні.
- Наведіть формулу для визначення норми гіпсу.
