Особливості вуглецевого режиму дренованих мінеральних ґрунтів Полісся та прийоми його регулювання

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Великомасштабні меліоративні роботи та інтенсивні системи землеробства, що мали місце в період 1964-1990 рр. в Поліській зоні, призвели до істотного порушення урівноважених природних циклів кругообігу речовин, зокрема вуглецю. Суцільний дренаж та інтенсивний обробіток на значних площах негативно вплинули на газорегуляторні функції ґрунтів. Гідроморфні ґрунти із акцептора вуглекислого газу трансформувалися практично в його донатора в атмосферу, що, в свою чергу, пов'язано із спалахом процесів мінералізації органічної речовини ґрунтів в результаті осушувальної меліорації та обробітку.

Загальна площа дренованих гідроморфних ґрунтів на Україні досягла 3 млн. 70 тис. га, 70 відсотків яких припадає на Полісся. Починаючи з 1990 року меліоративні роботи майже припинено, проте їх екологічні наслідки залишаються небезпечними, вимагають постійного моніторингу та розробки нових управлінських рішень.

Важливими діагностичними показниками агроекологічного стану дренованих гідроморфних ґрунтів є динаміка вуглекислого газу в ґрунтовому повітрі, інтенсивність його емісії з ґрунту в атмосферу, акумуляція вуглецю в органічній речовині тощо (Н.Н. Бамбалов, 1984, Р.С. Трускавецький та ін., 2001).

Газовий режим гідроморфних мінеральних ґрунтів на відміну від водного та поживного вивчений недостатньо. Тільки в окремих працях (М.П. Банкин и др., 1988, Р.С.Трускавецький та ін., 1998) порушуються питання газорегуляторних функцій ґрунтів Полісся та рослинного покриву. 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. Тому вивчення впливу агрозаходів на вуглецевий режим, зокрема оксиду вуглецю та органічного вуглецю в системі “ґрунт - ґрунтове повітря - атмосферне повітря“ є актуальним для дренованих гідроморфних ґрунтів Полісся.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалася в рамках науково-технічного завдання “Розробити і впровадити високоефективні системи землеробства на осушуваних землях, які забезпечують підвищення їх родючості при максимальному виході сільськогосподарської продукції з одиниці площі” (номер держреєстрації 01860125788), науково-технічної програми “Родючість ґрунтів. Розробити екологічно безпечні технології відтворення родючості та охорони ґрунтів“, підпрограми “Розробити агроекологічну оцінку стану ґрунтового покриву в зоні водорегулюючих систем Полісся та нормативи агрозаходів з його оптимізації“ (номер держреєстрації 0196U012532).

Мета і задачі дослідження. Основна мета - встановити динаміку параметрів СО2 в ґрунтовому повітрі та його емісії в атмосферу в залежності від характеру використання дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів та розробити прийоми регулювання вуглецевого режиму.

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 взаємозв'язок 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.

Об'єктом досліджень є вуглецевий режим дренованих гідроморфних ґрунтів Полісся за різних способів їх обробітку і удобрення.

Предметом досліджень є параметри вмісту вуглекислого газу та органічного вуглецю в дренованих дерново-слабкопідзолистих оглеєних легкосуглинкових ґрунтах, дренованих дерново-глейових супіщаних ґрунтах, дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах та параметри емісії СО2 з ґрунту в атмосферу, заходи їх регулювання.

Методи дослідження. Розробка проблеми передбачувала поєднання теоретичних та експериментальних досліджень. Останні проводилися в умовах польових і вегетаційних дослідів згідно з існуючими методиками. Фізико-хімічні та хімічні аналізи ґрунтів, ґрунтового повітря, рослин - за атестованими та допущеними методиками.

Наукова новизна одержаних результатів. 1. Встановлено параметри динаміки СО2 в ґрунтовому повітрі та закономірності їх зміни під впливом удобрення та різних способів обробітку дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів Полісся. 2. Виявлено закономірності емісії СО2 з ґрунту в атмосферу та зв'язок їх з різними способами обробітку ґрунту. 3. Встановлено взаємозв'язок СО2 ґрунтового повітря з кислотно-основною реакцією ґрунту, вапняним та карбонатно-кальційовим потенціалом. 4. Розроблено заходи регулювання вуглецевого режиму дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів Полісся.

Практичне значення одержаних результатів. 1. 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. 2. Встановлено високий позитивний ефект технології локального окультурення ґрунтів Полісся і, перш за все, ґрунтів легкого гранулометричного складу. 3. На основі вивчення термодинаміки карбонатно - кальційового режиму в системі “ґрунтовий розчин - ґрунтове повітря” встановлені порогові значення вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі, вище яких продукування СО2 ґрунтом є екологічно недоцільним для ґрунтів елювіального типу, де процеси вимивання кальційових сполук сильно розвинені. Отримані порогові параметри значень вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі, які можуть бути використані в системі моніторингу меліорованих земель.

1. Вуглецевий режим ґрунтів, його особливості та заходи регулювання

В розділі узагальнено літературні джерела щодо механізмів утворення СО2 і О2 в ґрунтовому повітрі, особливостей газового режиму ґрунтів, факторів, які на нього впливають. Показано, що повітряний режим та склад ґрунтового повітря, а саме вміст СО2 і О2 в гідроморфних ґрунтах має свою специфіку, яка пов'язана з наявністю різного ступеня оглеєності, контрастністю окисно-відновлювального потенціалу. Проте кількість наукових праць, в яких би висвітлювалися питання впливу різних способів обробітку та використання осушуваних гідроморфних мінеральних ґрунтів на вміст повітря, СО2 і О2 в ґрунтовому повітрі, інтенсивність надходження СО2 в приземний шар атмосферного повітря та факторів, які зумовлюють ці процеси, надто обмежена. В більшості наукових праць головний акцент відводився водному та поживному режимам і менше газовому. Взаємозв'язки вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі та інтенсивності виділення його з ґрунту в атмосферу з гідротермічними показниками, динамікою кислотно-основної реакції, карбонатно-кальційового потенціалу, зв'язок повітряного режиму з характером трансформації органічної речовини ґрунту вивчені ще недостатньо. Виходячи з цього, наші дослідження були присвячені, перш за все, вивченню вуглецевого режиму дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів.

2. Об'єкти та методи досліджень

Спостереження за газовим режимом, біологічною активністю, трансформацією органічної речовини проводили на варіантах польового досліду лабораторії агромеліоративного землеробства і екології Волинської ДСГДС (Рожищенський район, Волинська область) на осушеному дерново-слабкопідзолистому оглеєному легкосуглинковому ґрунті та польових дослідів, що проводилися на Чернігівській ДСГДС на осушеному дерново-глейовому та дерново-підзолистому супіщаних ґрунтах (с. Прогрес, Козелецький район, Чернігівська область) в 1986-1990 рр. та 1995-1999 рр.

На стаціонарному досліді на осушеному дерново-слабкопідзолистому оглеєному легкосуглинковому ґрунті нами вивчалися такі варіанти: 1) звичайна оранка на глибину 18-20 см; 2) звичайна оранка на глибину 18-20 см з щілинуванням на глибину 60 см; 3) дискування на глибину 12-14 см з щілинуванням на глибину 60 см; 4) плоскорізний обробіток на глибину 18-20 см з щілинуванням на глибину 60 см. Органічні добрива вносили в дозі 15 т гною на 1 га сівозмінної площі, мінеральні - щорічно в дозах N80P80К80 д.р./га. Дослідження проводили в зерно - просапній сівозміні. Повторність досліду -чотирикратна, площа посівної ділянки 99 м2, облікової - 50 м2.

На осушеному дерново-глейовому супіщаному ґрунті в польовому досліді нами вивчалися такі варіанти: 1) контроль (звичайна технологія без добрив); 2) NPK + гній - звичайна технологія; 3) NPK + гній - гребенево-грядова технологія. Органічні добрива вносили у вигляді гною в дозі 27,5 т на 1 га сівозмінної площі, мінеральні - N125P90K130. Спостереження проводили в зерно-просапній сівозміні, повторність досліду - чотирикратна, площа посівної ділянки 67,2 м2; облікової - 50 м2.

Вегетаційні досліди закладені за загальноприйнятою методикою в чотирикратній повторності, зволоження підтримували на рівні 70% найменшої вологоємності. Добрива вносили як традиційним способом, так і локально. На основі торфу та мінеральних добрив формували прошарки у посудині на глибину 8-10 см. Культури: ячмінь та овес.

Азотні добрива в ґрунт вносили у вигляді аміачної селітри і вуглеамонійних солей; фосфорні - простого суперфосфату гранульованого, калійні - сульфату калію та хлористого калію.

Визначення вмісту СО2 та О2 в ґрунтовому повітрі визначали за Макаровим, емісію СО2 з ґрунту в атмосферу - за Штатновим, коефіцієнт дифузії СО2 - розрахунковим методом. У вегетаційних дослідах визначалися такі фізико-хімічні показники: рН та рСа потенціометрично in situ польовим рН-метром “рН-150“. У ґрунті визначали також біологічну активність, щільність складення, загальну порозність, порозність аерації, вміст загального гумусу, груповий та фракційний склад гумусу, загальний вміст азоту, вміст рухомого фосфору та калію за загальноприйнятими методиками. Математичну обробку проводили за допомогою дисперсійного аналізу та пакету програм “Statistika“.

3. Вплив агротехнічних заходів на газовий режим ґрунтів

Вивчено вплив способів обробітку дренованих гідроморфних мінеральних ґрунтів легкого гранулометричного складу на зміну агрофізичних показників. Отримані дані показали сезонну мінливість, перерозподіл вологи та температури по профілю ґрунту внаслідок щілинування за рахунок зменшення щільності складення, збільшення загальної порозності та порозності аерації порівняно з контролем (без щілинування). На осушених дерново-глейових супіщаних ґрунтах гребенево-грядова технологія обумовлює збільшення порозності аерації в шарі 0-15 см не стільки за рахунок зменшення щільності складення та збільшення загальної порозності, а за рахунок зменшення вологості ґрунту. Крім того, ця технологія підтримує в шарі 15-30 см щільність складення, загальну порозність, порозності аерації майже на рівні верхнього 0-15 см шару.

Для газового режиму ґрунтів, зокрема СО2 і О2, властива висока динамічність, яка має як загальні, так і відмінні риси. Загальним є те, що вміст СО2 та О2 значно змінювався за вегетаційний період, вміст СО2 з глибиною на всіх варіантах дослідів збільшувався, а О2 зменшувався або залишався майже на рівні атмосферного вмісту. Встановлено, що протягом весняного та осіннього періодів визначальним чинником вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі є гідротермічний показник. Зокрема, навесні та восени вміст СО2 в ґрунтовому повітрі на всіх варіантах дослідів визначався, перш за все, температурою та вологістю ґрунту, про що свідчать коефіцієнти кореляції: r = 0,56, r = 0,81; в літній період їх вплив нівелюється на фоні високої біологічної активності. Концентрація СО2 в ґрунтовому повітрі на всіх варіантах дослідів істотно нижча від тих величин, які прийнято вважати бар'єром токсичності. Відмінною рисою є наявність значної різниці вмісту СО2 в орному шарі між варіантами дослідів та значних змін вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі за профілем ґрунту і діапазон їх коливань залежав не тільки від способів та технологій обробітку, а й від внесення органічних та мінеральних добрив та їх поєднання з способами обробітку (рис.1). Відзначено, що на варіанті звичайного обробітку ґрунту на фоні внесення гною та мінеральних добрив протягом вегетаційного періоду в орному та підорному шарах вміст СО2 вищий, ніж на варіанті цього ж обробітку без добрив.

Показана висока динамічність показника інтенсивності виділення СО2 з ґрунту в приземний шар атмосфери на всіх варіантах польових дослідів. Загальною тенденцією в динаміці є збільшення цього показника від весни до літа та зменшення від літа до осені. У весняний та осінній періоди таку закономірність варто пов'язувати з несприятливими гідротермічними умовами, що гальмують біологічну активність ґрунту. В літній період, на фоні високої біологічної активності, емісія СО2 з ґрунту в атмосферу була найвища.

На емісію СО2 з ґрунту в атмосферу значно впливають способи обробітку ґрунту. В літній період емісія СО2 з ґрунту в атмосферу на варіанті звичайної оранки з щілинуванням осушеного дерново-слабкопідзолистого оглеєного легкосуглинкового ґрунту зросла в 1,2 - 1,8 рази порівняно із звичайною оранкою без щілинування. Розрахунки коефіцієнту кореляції засвідчили, що влітку та восени інтенсивність виділення СО2 з ґрунту в значній мірі залежали від вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі та біологічної активності ґрунту. 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.

Гребенево-грядова технологія обробітку дренованого дерново-глейового супіщаного ґрунту підвищує інтенсивність надходження СО2 з ґрунту в атмосферу в 1,2-1,6 рази порівняно із звичайною на фоні добрив. Причому всередньому за три роки досліджень найвищі показники біологічної активності були відзначені на варіанті гребенево-грядово технології обробітку ґрунту на фоні добрив. Встановлено, що гребенево-грядова технологія на фоні добрив сприяє інтенсифікації масопереносу між ґрунтом та атмосферою під впливом градієнтів концентрації, температури та тиску, про що свідчить високий коефіцієнт дифузії СО2. Встановлено, що протягом вегетаційного періоду на гребнях на фоні добрив коефіцієнт дифузії СО2 з ґрунту в атмосферу зріс в 1,3-2,5 рази порівняно із звичайним способом обробітку ґрунту на фоні добрив. На інтенсивність надходження СО2 з ґрунту в атмосферу суттєво впливають органічні та мінеральні добрива. Так, внесення гною та мінеральних добрив на фоні звичайної технології обробітку осушеного дерново-глейового ґрунту підвищило інтенсивність надходження СО2 з ґрунту в атмосферу протягом вегетаційного періоду в 1,6-2,5 рази порівняно з контролем (звичайна технологія без добрив).

4. Взаємозв'язок між хімізмом процесів в ґрунтовому розчині та вмістом СО2 в ґрунтовому повітрі

Внесені органічні та мінеральні добрива протягом вегетаційного періоду впливають на життєдіяльність мікроорганізмів, ріст та розвиток рослин, що зумовлює сезонну мінливість значень рСО2, яка впливає на розчинність карбонату кальцію в ґрунті, міграцію кальцію і яка є причиною значних його втрат в ґрунтах елювіального типу.

В результаті статистичної обробки отриманих даних встановлено, що визначальним показником розчинності карбонату кальцію в стадію проростків рослин є рН та рН-0,5рСа. Але в даний період не можна нехтувати показником рСО2, оскільки останній на 77 % може визначати рівновагу карбонату кальцію в ґрунті. Встановлена висока тіснота зв'язку рН та рН-0,5рСа in situ з рСО2 (r = - 0,83).

Між величинами карбонатно-кальцієвого потенціалу та рСО2 поряд з стадією проростків виявлена середня тіснота зв'язку (r = - 0,53) в стадію кущіння, коли величина рН in situ в ґрунті на 56 % залежала від вмісту СО2 в ґрунтовому повітрі (r= - 0,74), а величина рН-0,5рСа корелювала з рСО2 на рівні r = - 0,43. В стадію колосіння ячменю чіткої залежності карбонатно-кальцієвого, вапняного потенціалів, рН від рСО2 не виявлено.

З урахуванням константи розчинності карбонату кальцію рівняння умови рівноваги мають такий вид:

- 2,41рСО2 + 9,90 = 4 (стадія проростків).

- 1,69рСО2 + 7,09 = 4 (стадія кущіння).

На підставі вказаних рівнянь розраховано порогову величину рСО2 в дерново-підзолистому супіщаному ґрунті в умовах вегетаційного досліду в стадію проростків рослин, яка становить рСО2=2,50. За вищих від цього порогу величин рСО2 термодинамічно вигідне розчинення карбонату кальцію і перехід кальцію в ґрунтовий розчин, за нижчих - термодинамічно вигідне осадження карбонату кальцію і перехід кальцію з ґрунтового розчину в тверду фазу. Аналогічним чином одержане порогове значення рСО2 в стадію кущіння рослин, яке становить рСО2=1,83. В дерново-підзолистому супіщаному ґрунті в умовах вегетаційного досліду в стадії проростків та кущіння рослин величин рСО2 нижчих за 2,50 та 1,83 не спостерігалося, що свідчить про високу імовірність виносу кальцію з ґрунту.

5. Динаміка вмісту гумусу в залежності від умов аерації в гідроморфних ґрунтах Полісся

Встановлено, що на варіанті звичайної оранки з щілинуванням на фоні органічних та мінеральних добрив дренованого дерново-слабкопідзолистого ґрунту намітилася тенденція до зниження загального вмісту вуглецю гумусу в шарі 0-20 см порівняно з іншими варіантами. На варіантах дискування з щілинуванням та плоскорізного обробітку з щілинуванням ця тенденція не відзначена.

Характер обробітку осушеного дерново-слабкопідзолистого ґрунту помітно позначився на якісному складі гумусу. Має місце тенденція до підвищення вмісту вуглецю фульвокислот 1-ої та 3-ої фракцій та 1-ої фракції гумінових кислот на варіанті звичайної оранки з щілинуванням та зниження вмісту фракції гумінових кислот, пов'язаних з глинистою фракцією та стійкими полуторними окислами. Водночас звужується співвідношення Сг.к.:Сф.к. та знижується оптична щільність гумінових кислот на варіантах з щілинуванням. Це свідчить про перерозподіл сполук органічного вуглецю в умовах інтенсивного обробітку. На сприятливі умови для закріплення органічного азоту в ґрунті на варіантах дискування з щілинуванням та плоскорізного обробітку з щілинуванням вказує показник Nг.к. : Nф.к..

В осушеному дерново-глейовому супіщаному ґрунті на варіантах звичайної та гребенево-грядової технологій на фоні органічних та мінеральних добрив намітилася тенденція до збільшення загального вмісту вуглецю. На варіанті гребенево-грядової технології на фоні добрив підвищується загальний вміст вуглецю фульвокислот порівняно з традиційною технологією обробітку ґрунту, що призводить до звуження співвідношення Сг.к. до Сф.к. Отже, в гідроморфних мінеральних ґрунтах після проведення осушення та інтенсивного обробітку створюються висококонтрастні водно-повітряний режим та окисно-відновні умови в орному та підорному шарах ґрунту, що сприяє перерозподілу сполук вуглецю основних груп гумусових кислот.

З метою стабілізації вуглецевого та поживного режимів в кореневмісному шарі ґрунту пропонується локальний спосіб внесення органічних та мінеральних добрив. Встановлено, що локальне внесення органічних і мінеральних добрив підвищує вміст органічних речовин у ґрунті.

6. Ефективність прийомів регулювання вуглецевого режиму ґрунтів

Ефективність способів, технологій обробітку та способів заробки органічних та мінеральних добрив вивчали в польових та модельних дослідах.

Найвищий приріст урожаю сільськогосподарських культур на осушеному дерново-слабкопідзолистому оглеєному легкосуглинковому ґрунті одержано на варіанті звичайної оранки з щілинуванням на фоні органічних та мінеральних добрив. Тут спостерігався приріст урожаю багаторічних трав (сіно) 20 % порівняно з контролем (звичайна оранка), озимої пшениці - 7 %, картоплі - 31 %. Дискування з щілинуванням та плоскорізний обробіток з щілинуванням на фоні органічних та мінеральних добрив дали приріст урожаю багаторічних трав відповідно 15 % і 12 %. Значної різниці в урожаях багаторічних трав та озимої пшениці на варіантах досліду з щілинуванням на фоні звичайної оранки, дискування, плоскорізного обробітку не спостерігалося, а лише на урожай картоплі позитивно впливала звичайна оранка з щілинуванням.

Коефіцієнт ефективності енергетичних затрат на варіантах з щілинуванням на фоні звичайної оранки та плоскорізного обробітку вищий, ніж на контролі (звичайна оранка). Вкладена в названі технологічні процеси енергія окупається заново акумульованою енергією в урожаї.

Встановлена залежність біопродуктивності сільськогосподарських культур від добрив та способів обробітку осушеного дерново-глейового супіщаного ґрунту. Приріст урожаю силосної маси кукурудзи на варіанті звичайного обробітку з добривами становив 17 %, озимої пшениці - 32 %, кормових буряків - 96 % порівняно з контролем (звичайний обробіток без добрив). Приріст урожаю силосної маси кукурудзи на варіанті гребенево-грядового обробітку на фоні добрив становив 6 %, озимої пшениці - 45 %, кормових буряків - 60 % порівняно із звичайним способом з добривами, тобто ефективність органічних та мінеральних добрив виявилася вищою на варіанті гребенево-грядового обробітку порівняно із звичайним.

Встановлено, що гребенево-грядовий обробіток потребує дещо вищих енергетичних витрат порівняно із звичайним обробітком ґрунту. Проте на даному варіанті коефіцієнт енергетичної ефективності вищий, ніж на звичайному обробітку (на фоні добрив).

Локальне внесення мінеральних та органічних добрив в умовах вегетаційного досліду на дерново-підзолистому супіщаному ґрунті підвищило урожай сухої маси ячменю відповідно на 11 % та 23 % порівняно з традиційним внесенням. В умовах польового досліду локальне внесення мінеральних добрив підвищило урожай кукурудзи молочно-воскової стиглості на 24% порівняно з традиційним внесенням (пряма дія) та на 6,9 % (післядія). Локальне внесення торфо-мінеральної суміші в підорний шар підвищило урожай кукурудзи молочно-воскової стиглості на 19-21 % порівняно з локальним внесенням в орний шар.

ґрунтовий вуглецевий дренований гідроморфний

Висновки

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 зв'язку.

3. Інтенсивність виділення СО2 дренованими гідроморфними мінеральними ґрунтами в атмосферу пов'язана 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.

Література

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 з'їзду 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).

Размещено на Allbest.ru