Комплексна оцінка агроекологічного стану орних земель Чернігівської області та обґрунтування заходів щодо його поліпшення

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ ТА БІОТЕХНОЛОГІЇ

УКРАЇНСЬКОЇ АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

комплексна оцінка Агроекологічного стану орних земель чернігівської області та обгрунтування заходів щодо його поліпшення

Москальов Євген Леонідович

Спеціальність 03.00.16 - екологія

Київ - 2004

Анотація

Москальов Є.Л. Комплексна оцінка агроекологічного стану орних земель Чернігівської області та обґрунтування заходів щодо його поліпшення. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Інститут агроекології та біотехнології УААН. Київ, 2004.

Дисертація присвячена комплексній оцінці агроекологічного стану орних земель Чернігівської області з метою обґрунтування заходів щодо забезпечення сталого функціонування агроекосистем.

Комплексну оцiнку агроекологiчного стану орних земель здiйснено в розрізі адміністративних районів і природно-сільськогосподарських провінцій Чернігівської області шляхом iнтегрування трьох груп показникiв, що характеризують ступiнь порушення екологiчної рiвноваги в спiввiдношеннi угiдь, територiальне поширення та iнтенсивнiсть прояву деградацiйних процесiв i еколого-агрохiмiчний стан орних земель. Дослідження базувалися на використанні фондових і статистичних матеріалів.

За показниками структури агроландшафтів визначено їх екологічний стан та стійкість до деградації. Надано кількісну оцінку ступеню порушення екологічної рівноваги в біотичному кругообігу біофільних елементів. Визначено еколого-агрохімічний стан ріллі та деградованість ґрунтового покриву. Проведено ідентифікацію деградованих і малопродуктивних земель. Здійснено комплексну оцінку агроекологічного стану сільськогосподарських земель Чернігівської області та розроблено основні природоохоронні заходи.

Ключові слова: агроекологічний стан, оцінка, орні землі, екологічна рівновага, деградованість, консервація, оптимізація угідь.

Аннотация

Москалёв Е.Л. Комплексная оценка агроэкологического состояния пахотных земель Черниговской области и обоснование мероприятий по его улучшению. Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. Институт агроэкологии и биотехнологии УААН. Киев, 2004.

Диссертация посвящена актуальной проблеме использования комплексного системного подхода к оценке агроэкологического состояния пахотных земель, научному обоснованию и практической реализации экологостабилизирующих мероприятий по оптимизации соотношения угодий и систем землепользования, сохранению и восстановлению плодородия почв, улучшению их эколого-агрохимического состояния, повышению продукционной способности агроэкосистем на принципах устойчивого развития.

Комплексную оценку агроэкологического состояния пахотных земель осуществлено в результате интегрирования трех групп показателей, которые характеризуют степень нарушения экологического равновесия в соотношении угодий, территориальное распространение и интенсивность проявления деградационных процессов и эколого-агрохимическое состояние земель интенсивного сельскохозяйственного использования в разрезе административных районов, природно-сельскохозяйственных провинций и в целом по Черниговской области.

Исследования основывались на использовании фондовых материалов, официальных статистических данных и результатов пространственно-временного агрохимического и других проблемно ориентированных видов агроэкологического мониторинга земельных угодий. По критерию соотношения пахотных и экологостабилизирущих угодий определено экологическое состояние и устойчивость сельскохозяйственных территорий к деградации. Проведена оценка степени нарушения экологического равновесия в биотическом круговороте веществ по показателям, характеризующих баланс гумуса и основных питательных элементов в системе “почва-растение”. Дана бальная оценка эколого-агрохимическому состоянию пахотных почв.

По результатам проведенных исследований разработаны рекомендации производству по вопросам экологически безопасного землеиспользования, экологически обоснованной потребности сельского хозяйства в химических мелиорантах, органических и минеральных удобрениях и применения средств биологизации земледелия на областном и районном уровнях.

Ключевые слова: агроэкологическое состояние, оценка, пахотные земли, экологическое равновесие, деградированость, консервация, оптимизация угодий.

Summary

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Останнім часом, внаслідок катастрофічного скорочення обсягів застосування хімічних меліорантів, органічних і мінеральних добрив, у землеробстві Чернігівської області склався гостродефіцитний баланс гумусу і поживних елементів. Поряд з цим активний прояв грунтових деградаційних процесів (декальцинації, підкислення, заболочування, оглеєння, дегуміфікації, ерозії, засолення та виснаження ґрунтів на біогенні елементи), які діють на фоні несприятливого співвідношення екологічно стабільних (ліси, луки, пасовища) і нестійких до деградації угідь (рілля), недосконалих систем землекористування і агротехнологій не тільки погіршило екологічний стан орних земель і сільськогосподарських ландшафтів, але й призвело до значного зниження їхньої продуктивності. Усе це є серйозною перешкодою для сталого розвитку довкілля. Тому захист ґрунтів від негативного впливу деградаційних процесів і систематичний моніторинг їх прояву є актуальною проблемою на всіх рівнях територіального поділу.

Про актуальність і глобальний характер проблеми деградації земель, як найважливішої частини природних ресурсів, свідчить низка документів ООН та рішень, прийнятих на міжнародних форумах і конференціях, зокрема, “Порядок денний на ХХІ століття” (м. Ріо-де-Жанейро, 1992р.), Конвенція ООН по боротьбі з опустелюванням та деградацією земель (м. Женева, 1994р.), до якої приєдналися 191 держава, у тому числі Україна.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано відповідно до науково-технічної програми Інституту агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук “Агроекологічний моніторинг і моделювання сталих ландшафтів та агроекосистем” на період 2001 - 2005 рр. (державний реєстраційний №0101U003298), в якій автор приймав безпосередню участь.

Мета і задачі дослідження. Головна мета - поліпшення агроекологічного стану орних земель і сільськогосподарських ландшафтів Чернігівської області.

Для досягнення мети виконувались такі завдання:

Ш оцінити ступінь порушення екологічної рівноваги у співвідношенні ріллі та екологостабілізуючих угідь;

Ш визначити рівень антропогенного навантаження на довкілля;

Ш оцінити ступінь порушення екологічної рівноваги в балансі гумусу і біофільних елементів;

Ш дослідити вплив територіального поширення та інтенсивності прояву деградаційних процесів на агроекологічний стан орних земель;

Ш визначити сучасний еколого-агрохімічний стан орних земель за базовими та модифікованими показниками родючості;

Ш провести комплексну агроекологічну оцінку території Чернігівської області за критеріями співвідношення між основними типами угідь, еколого-агрохімічного стану орних земель, територіального поширення та інтенсивності прояву деградаційних процесів;

Ш розробити екологічно обґрунтовані рекомендації з охорони родючості та поліпшення агроекологічного стану ґрунтів на основі оптимізації співвідношення угідь та екологобезпечного землекористування.

Об'єкт дослідження - орні землі Чернігівської області.

Предмет дослідження - агроекологічний стан земель інтенсивного сільськогосподарського використання.

Методи дослідження. Комплексну оцінку агроекологічного стану орних земель досліджуваного регіону здійснено на основі системного методу досліджень, аналізу та узагальнення фондових матеріалів, статистичних даних і результатів ґрунтово-агрохімічного, радіологічного, екотоксикологічного та інших проблемно орієнтованих видів моніторингу з використанням науково обґрунтованих критеріїв, еталонів, нормативів і оціночних шкал.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в розробці адаптованого щодо складних ґрунтово-кліматичних і господарських умов Чернігівщини базового моніторингу, практичне використання якого дало змогу вперше провести екологічне районування території області за критерієм співвідношення угідь, визначити агроекологічний стан орних земель за комплексом показників, що характеризують територіальне поширення та інтенсивність прояву ґрунтових деградаційних процесів, ступінь порушення екологічної рівноваги в балансі гумусу й основних поживних елементів та еколого-агрохімічний стан земель інтенсивного сільськогосподарського використання.

Практичне значення одержаних результатів. За результатами проведених досліджень для кожного адміністративного району і в цілому для області розроблено низку ґрунтоохоронних заходів, зокрема, визначено екологічно обґрунтовану потребу сільського господарства в хімічних меліорантах, органічних і мінеральних добривах, площі деградованих та малопродуктивних земель, що підлягають вилученню з інтенсивного обробітку з наступною консервацією та реабілітацією, а також запропоновано екологічно оптимізовану структуру земельного фонду.

З методології оцінки екологічного стану територій за функціональним використанням земель та шляхів його поліпшення вийшли друком методичні рекомендації “Оптимізація сучасних систем землекористування на прикладі Чернігівської області”.

Методичні підходи комплексної оцінки агроекологічного стану орних земель впроваджено у 2004 році у практичній діяльності Чернігівського обласного державного проектно-технологічного центру охорони родючості ґрунтів і якості продукції при оцінці земель Носівського, Менського та Ріпкинського районів Чернігівської області, що підтверджено актом.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертаційної роботи особисто розробив програму і методику дослідження, опрацював фондові матеріали, статистичні дані та результати різних видів агроекологічного моніторингу сільськогосподарських угідь, дослідив стан порушення екологічної рівноваги у співвідношенні між основними типами угідь та біотичному кругообігу речовин, визначив територіальне поширення та інтенсивність прояву деградаційних процесів, параметри екологічної стійкості сучасних агроландшафтів та рівня антропогенного навантаження на довкілля. За результатами досліджень здобувачем проведена комплексна оцінка агроекологічного стану орних земель та розроблені рекомендації виробництву в розрізі адміністративних районів і для області в цілому.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались на міжнародній конференції “Сталий розвиток агроекосистем” (м. Вінниця, 2002 р.), науково-практичній конференції молодих учених “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології” (смт. Чабани Київської області, 2003 р.), VII міжнародній науково-практичній конференції “Наука і освіта 2004” (м.Дніпропетровськ, 2004 р.), ІІІ міжнародній науково-практичній конференції “Динаміка наукових досліджень '2004” (м. Дніпропетровськ, 2004 р.).

2. Основний зміст роботи

Ретроспективний аналіз та сучасний стан вивченості проблеми якісної оцінки грунтів (огляд літератури)

У розділі подано стислий аналітичний огляд вітчизняних і зарубіжних авторів з актуальних питань формування екологічної ситуації та екологічного стану ґрунтового покриву, оптимізації систем землекористування, методології бонітування ґрунтів та необхідності впровадження в агроекологічну практику комплексної оцінки екологічного стану орних земель агроекологічним методом.

Умови та методика проведення досліджень

Грунтово-кліматичні особливості території Чернігівської області. Умови проведення дослідження характеризуються різноманітністю кліматичних особливостей і ґрунтів, що обумовлено розташуванням Чернігівської області на межі двох природно-сільськогосподарських провінцій (ПСГП) - Поліської лівобережної і Лісостепової лівобережної. Клімат області помірно-континентальний з доволі теплим літом і порівняно м`якою зимою. Переважають західні та північно-західні вітри. Середньобагаторічна сума опадів становить 501 - 581 мм на рік, основна кількість яких випадає в теплий період року (червень - серпень). Переважання кількості опадів над випаровуванням вологи сприяє її позитивному балансу, а отже і доброму розвитку сільськогосподарських культур. Проте на Поліссі, у зв'язку з високою водопроникністю легких за гранулометричним складом ґрунтів, бувають ґрунтові посухи, які негативно впливають на розвиток і продуктивність рослин. Сніговий покрив з'являється у грудні і сходить у другій декаді березня.

Поліська частина області помірно-тепла, добре зволожена. Забезпеченість теплом з температурами понад 10°С становить 2400-2500°, за цей же час випадає 300-340 мм опадів. Гідротермічний коефіцієнт за теплий період року дорівнює 1,3. Тривалість безморозного періоду 150-165 днів, періоду зі стійким сніговим покривом - 100-105 днів. У ґрунтовому покриві переважають дерново-підзолисті і сірі лісові ґрунти легкого гранулометричного складу, питома вага яких сягає понад 80%.

Лісостепова частина області також помірно тепла, але середньозволожена. Забезпеченість теплом з температурами понад 10°С становить 2500-2650°. За цей період випадає 290-320 мм опадів. Гідротермічний коефіцієнт за теплий період року дорівнює 1,2. Тривалість безморозного періоду 160-165 днів, періоду зі стійким сніговим покривом 95-100 днів. У ґрунтовому покриві лісостепової ПСГП переважають ґрунти чорноземного ряду, площа яких разом з лучними і болотними ґрунтами сягає 90%.

Загалом у складі сільськогосподарських угідь Чернігівської області налічується 253 ґрунтові відміни, які об'єднані в 10 агровиробничих груп. Дерново-підзолисті ґрунти займають 30% орних земель, сірі лісові, темно-сірі та чорноземи опідзолені - також 30, чорноземи типові - 25, лучно-чорноземні, чорноземно-лучні і лучні ґрунти - 11%. Незважаючи на істотні генетичні відмінності між різними групами ґрунтів, для всіх них характерний понижений щодо їхніх типових ознак рівень природної родючості, зумовлений легким гранулометричним складом, підвищеною кислотністю, малогумусністю, оглеєністю, засоленістю. Як наслідок, вони мають нестійку структуру, низьку місткість вбирання, буферність і насиченість основами, що призводить до погіршення водного, поживного і повітряного режимів ґрунту та умов сталого функціонування агроекосистем.

Методика проведення дослідженнь. Комплексну оцінку орних земель Чернігівщини проводили у розрізі адміністративних районів і природно-сільськогосподарських провінцій. Враховуючи різноманітність ґрунтово-кліматичних умов Чернігівської області, нами виділено перехідну міжзональну територію, яка включає адміністративні райони, господарства яких розташовані у різних природно-сільськогосподарських провінціях.

Ступінь порушення екологічної рівноваги у співвідношенні основних типів угідь оцінювали за модернізованою п'ятибальною шкалою Інституту агроекології та біотехнології УААН, вплив складу угідь на рівень антропогенного навантаження на території землекористування - за методичними рекомендаціями А.М.Третяка зі співавторами, баланс гумусу - за адаптованими до умов України методичними вказівками і нормативами Національного наукового центру “Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О.Н. Соколовського”, баланс поживних елементів - за методичною схемою Д.М.Прянишнікова, еколого-агрохімічний стан орних земель - згідно керівного нормативного документу “Еколого-агрохімічна паспортизація полів і земельних ділянок”, територіальне поширення деградаційних процесів ґрунтового покриву - за методикою Е.І.Панкової і А.Ф. Новикової.

Комплексну оцінку агроекологічного стану орних земель здійснено за критеріями і показниками, що характеризують ступінь порушення екологічної рівноваги у співвідношенні ріллі та екологостабілізуючих угідь, територіальне поширення та інтенсивність прояву деградаційних процесів і еколого-агрохімічний стан орних земель (рис.1), інтегральну оцінку агроекологічного стану земельних територій - за методикою В.В.Медвєдєва, ідентифікацію деградованих і малопродуктивних земель та вилучення їх з інтенсивного обробітку - за методикою ДП “Головний науково-дослідний і проектний інститут землеустрою”, екологічно обґрунтовану потребу кислих ґрунтів у вапнякових матеріалах визначали за нормативами Т.Грінченка, потребу сільського господарства в мінеральних та органічних добривах - за методичними вказівками ЦІНАО.

Для обробки, інтегрування і формалізації даних використовували технічні можливості персонального комп'ютера Intel Celeron 600 та програми Microsoft Excel 2000, Statistica 5.5, MapInfo 5.0.

Оцінка впливу антропогенних факторів на прискорення деградації та погіршення екологічного стану орних земель

Оцінка екологічного стану територій за співвідношенням угідь та рівнем антропогенного навантаження. Попередня оцінка екологічного стану території за показниками сільськогосподарської освоєності і розораності земель свідчить про відносно високе антропогенне навантаження порівняно зі світовими стандартами та фактичними показниками у країнах Західної і Центральної Європи. Найвищий індекс сільськогосподарської освоєності території має перехідна смуга - 0,79 од.; у лісостеповій частині області він знижується до 0,76, а на Поліссі - до 0,60 при середньообласному показнику 0,67 од.

Зважаючи на величезну роль ріллі у формуванні агроекологічної ситуації, нами визначено ступінь розораності сільськогосподарських угідь. Проведені розрахунки показали, що на початку 2003 року цей показник у лісостеповій частині області становив 80,7%, в районах перехідної смуги -72,1, на території Чернігівського Полісся - 55,1, а в середньому по області - 64,5%.

За критерієм співвідношення ріллі (Р) та екологостабілізуючих угідь (ЕСУ - ліси, луки й пасовища, водні об'єкти) у межах Чернігівської області виділено 4 регіони з різними параметрами екологічного стану та стійкості агроландшафтів проти деградації (рис. 2).

Рис.1 Схема комплексної оцінки агроекологічного стану орних земель

Згідно проведеної оцінки впливу складу угідь на рівень антропогенного навантаження на довкілля, територія області поділяється на дві майже однакові за площею частини. Підвищеним рівнем антропогенного навантаження характеризується територія 10 адміністративних районів поліської частини області, питома вага яких сягає 53,2% загальнообласної площі. Інші 2 райони Поліської лівобережної провінції та 10 районів перехідної і лісостепової частини області, площа яких становить 46,8% території області, мають високий рівень антропогенного навантаження. Згідно з цими параметрами, природно-територіальний комплекс останніх 12 районів є не тільки антропогенно перевантаженим, але й екологічно нестабільним. Встановлена пряма кореляційна залежність між рівнем антропогенного навантаження на довкілля та розораністю суші (r = 0,97).

Рис. 2 Територіальний поділ Чернігівської області за критерієм співвідношення ріллі (Р) до екологостабілізуючих угідь (ЕСУ)

Динаміка застосування добрив та хімічних меліорантів. Максимальний рівень застосування агрохімічних засобів відмічено в 1986-1990 рр. У середньому по області за даний період щороку вносили 10,7 т/га органічних, 164 кг/га мінеральних добрив, 133,9 тис. тонн вапнякових і 96,4 тис. тонн гіпсових матеріалів у перерахунку на діючу речовину. У 1996-2000 рр. середньорічні дози застосування органічних добрив знизились майже в 4 рази, мінеральних - у 12,6 раза, а хімічна меліорація кислих і солонцюватих ґрунтів практично призупинена.

Оцінка екологічного стану орних земель за показниками інтенсивності балансу гумусу та основних поживних елементів. Проведені розрахунки свідчать, що в період 1996-2000 рр. баланс гумусу в землеробстві області був дефіцитний - мінус 0,34 т/га. У перехідній міжзональній смузі щорічний дефіцит гумусу збільшився до 0,37, а в лісостеповій частині області - до 0,42 т/га. Показники балансу гумусу в ґрунтах під зерновими культурами та кукурудзою на силос, які займають близько 70% усієї посівної площі, коливалися у межах мінус 0,45 - 0,67 т/га. Однорічні і багаторічні трави характеризувались майже бездефіцитним балансом гумусу (від -0,01 до 0,08 т/га).

Для оцінки ступеня порушення екологічної рівноваги в біотичному кругообігу поживних речовин у системі “грунт-рослина” визначено баланс основних елементів мінерального живлення рослин та показники інтенсивності балансу (ІБ) за період 1996-2000 рр. Одержані дані свідчать, що загальний баланс основних поживних елементів у землеробстві області був від'ємним. Зокрема, дефіцит азоту становив 18 кг/га, фосфору - 6, калію - 20 кг/га. Найвищі показники дефіциту елементів відмічено у перехідній міжзональній смузі та у Лісостеповій провінції, де негативний баланс азоту сягав мінус 22-27, а калію - мінус 26-28 кг/га. ІБ азоту, фосфору і калію в середньому по області становила 61, 62 і 51% відповідно, що в 1,8, 3,1 і 2,0 рази менше оптимальних значень. Найгірші показники ІБ спостерігались у лісостепових районах з відхиленнями від оптимуму по азоту в 2,6 раза, фосфору - 4,3, калію - 2,8 раза. У Поліській лівобережній ПСГП кратність відхилень сягала 1,4; 2,5 і 1,6 раза.

Наведені дані свідчать про кризову ситуацію в біотичному кругообігу речовин. Якщо вона триватимете й надалі, то це безперечно призведе до швидкого зниження родючості ґрунтів, про що свідчить негативна тенденція в динаміці показників гумусного та агрохімічного стану орних земель за циклами обстежень.

Оцінка екологічного стану орних земель за територіальним поширенням і ступенем прояву деградаційних процесів. У результаті проведених досліджень встановлено низку пріоритетних процесів деградації орних земель, серед яких найпоширенішими є дегуміфікація та виснаження ґрунтів на біогенні елементи (>75% площі ріллі), підкислення (>39%), перезволоження та заболочування (>16%), процесами засолення і осолонцювання, ерозії і дефляції та забруднення ¹³⁷Cs охоплено відповідно 7,7, 4,2 та 2,9% загальної площі орних земель. За показниками територіального поширення, інтенсивності прояву і коефіцієнтів вагомості процесів деградації визначено зведений показник деградованості ґрунтового покриву. При цьому встановлено, що Поліська лівобережна ПСГП за такими пріоритетними деградаційними процесами як підкислення та перезволоження оцінюється в 2,2 і 2,0 бали відповідно. У лісостепових районах області найбільший вплив на рівень деградованості ґрунтового покриву здійснюють процеси дегуміфікації та виснаження ґрунтів на біогенні елементи. Ці процеси за п'ятибальною шкалою в Лісостеповій лівобережній провінції оцінюються відповідно 3,5 і 1,5-3,0 балами проти 2,7 і 1,0-1,8 бала у Поліській частині області.

За зведеним показником деградованості ґрунтового покриву (Д) у межах Чернігівської області можна виділити дві різні території. Одна з них характеризуються слабким проявом деградації ґрунтового покриву (Д = 1,2-1,7 бала), займаючи майже 585,4 тис.га земельних угідь 10 адміністративних районів. Ґрунтовий покрив інших 12-ти районів загальною площею 705,0 тис.га зазнає помірної деградації (Д = 1,8-2,0 бали) і тому потребує застосування комплексу ефективних грунтоохоронних заходів.

Динаміка основних показників родючості та оцінка агрохімічного стану орних земель

Шляхом співставлення середньозважених показників, одержаних у результаті просторово-часового моніторингу сільськогосподарських земель, встановлено, що найбільш суттєве погіршення фізико-хімічних і агрохімічних властивостей орних земель Чернігівщини відбулося між шостим (1991-1995рр.) і сьомим (1996-2000рр.) п'ятирічними циклами грунтово-агрохімічного обстеження, коли вміст гумусу в орному шарі зменшився на 0,02%, а в перехідній міжзональній і лісостеповій частинах області - відповідно на 0,08 і 0,03%.

Найменші запаси гумусу виявлено у Козелецькому, Чернігівському та Щорському районах, де середній вміст його в орному шарі не перевищує 1,5%, і лише у ґрунтах Бахмацького, Варвинського і Талалаївського районів вміст гумусу більше 3%.

Середньообласний показник вмісту рухомого фосфору знизився за цей час на 13,9 мг Р₂О₅ у перерахунку на 1 кг ґрунту. Найвищі темпи погіршення фосфатного режиму мають ґрунти Ріпкинського, Борзнянського, Семенівського, Сосницького, Чернігівського та Ніжинського районів, найнижчі - Ічнянського, Куликівського, Новгород-Сіверського районів, що тісно корелює з показниками інтенсивності балансу фосфору в системі “ґрунт-рослина”.

Відмічено також зниження вмісту обмінного калію, яке у середньому по області становило 8,7 мг, у поліському регіоні - 11,2, лісостеповому - 6,7, міжзональному - 6,8 мг К₂О на 1 кг ґрунту.

У цілому динаміку показників фосфатного та калійного режимів орних земель Чернігівської області можна охарактеризувати наступним чином: протягом 1965-1993 рр. спостерігали підвищення вмісту рухомого фосфору і обмінного калію; у 1993-1996 рр. вміст цих елементів у ґрунті практично не змінювався, але, починаючи з 1996 року, зниження вмісту фосфору і калію щорічно становило 1-4 мг/кг ґрунту.

Виснаження орних земель на поживні речовини пов'язане з недотриманням закону повернення у ґрунт біогенних елементів, винесених з урожаєм сільськогосподарських культур. Зниження родючості ґрунтів області значною мірою зумовлюється інтенсивним підкисленням ґрунтового розчину, що відбувається внаслідок вимивання кальцію, калію та магнію, виносу цих елементів урожаєм і випадання кислотних дощів.

У складі орних земель області кислі ґрунти займають 476,6 тис.га (39,3%), з них середньо- та сильнокислі - 178,4 тис.га (14,7%). Значні площі кислих ґрунтів виявлено у всіх районах - від 15% у Бахмацькому до 63% у Щорському районі. У період між шостим і сьомим турами обстеження площа кислих ґрунтів зросла на 6%. При цьому підкислюються землі майже усіх районів. Найбільш інтенсивно проходить цей процес у Городянському, Сосницькому і Щорському районах Полісся, де у розподілі орних земель за ступенем кислотності відбулись зміни, істотність яких доведена за допомогою критерію Романовського, а площі кислих ґрунтів зросли на 16,3-20,4% .

На підставі матеріалів агрохімічної паспортизації полів і земельних ділянок визначено еколого-агрохімічний стан орних земель за показниками вмісту гумусу, рухомого фосфору і обмінного калію з корегуванням одержаних балів бонітету на кліматичні умови та реакцію ґрунтового середовища. За результатами сьомого туру обстеження орні землі в середньому по області оцінюються в 37 балів (проти 40 балів у попередньому турі), у зоні Полісся - 31 бал, Лісостепу - 47, перехідній - 42 бали.

Найкращий еколого-агрохімічний стан мають ґрунти Варвинського району - 52 бали. Землі 6 поліських районів найгірші в еколого-агрохімічному відношенні - 26-30 балів.

Комплексна оцінка агроекологічного стану орних земель та обгрунтування екологостабілізуючих заходів щодо його поліпшення

Комплексна оцінка стану орних земель Чернігівської області, проведена за 3-ма групами показників, що характеризують структуру агроландшафтів, деградованість ґрунтового покриву та еколого-агрохімічний стан орних земель наведена на рис. 3. Інтегральна оцінка за вищезазначеними показниками з урахуванням коефіцієнтів їх вагомості, свідчить про те, що на всій території області переважає критичний агроекологічний стан орних земель (1061,9 тис.га або 87,5%). Виключенням є Борзнянський та Ічнянський райони, ґрунти яких мають задовільний агроекологічний стан.

агроландшафт рілля деградованість екологічний

Рис. 3 Екологічна оцінка Чернігівської області за показниками співвідношення угідь, деградованості грунтового покриву та еколого-агрохімічного стану орних земель

Одержані результати показали, що з метою поліпшення агроекологічної ситуації в області, підвищення екологічної стійкості сучасних агроландшафтів, охорони родючості ґрунтів та забезпечення сталого розвитку агроекосистем необхідно вилучити з інтенсивного обробітку 102,6 тис.га деградованих і малопродуктивних земель (7,6% площі сільгоспугідь), інтенсивне використання яких економічно збиткове та екологічно небезпечне. У подальшому ці землі пропонується використовувати наступним чином: 32,0 тис.га відвести під заліснення, 41,2 тис.га - під залуження, 17,2 тис.га - залишити на самозаростання, а на 12,3 тис.га провести заходи з ренатуралізації земель. Впровадження заходів з консервації та ренатуралізації деградованих і малопродуктивних ґрунтів сприятиме оптимізації співвідношення ріллі та екологостабілізуючих угідь в ландшафтах Чернігівської області, в результаті чого на 9,1% зменшиться площа з кризовим і критичним екологічним станом та збільшиться на 12,9% - із задовільним екологічним станом, визначеним за оцінкою в співвідношенні угідь. Корюківський район зони Полісся набуде оптимального екологічного стану.

Для стабілізації родючості орних земель та підвищення урожайності сільськогосподарських культур необхідне комплексне застосовування хімічних меліорантів, органічних і мінеральних добрив, засобів захисту рослин та біопрепаратів. Але, насамперед, необхідно провести вапнування кислих та гіпсування солонцюватих ґрунтів. Екологічно обґрунтована нами потреба сільського господарства Чернігівської області в хімічних меліорантах становить близько 1358,4 тис. тонн вапнякових матеріалів для нейтралізації надлишкової кислотності ґрунтового розчину 476,6 тис.га кислих земель. Для вапнування кислих ґрунтів слід ширше використовувати місцеві ресурси (дефекат, крейду м'яку, мергель, високо карбонатні фосфорити, торфо-туфи), застосовуючи ресурсозберігаючі технології їх внесення. Запропоновано провести гіпсування близько 28 тис.га слабосолонцюватих земель, за умови консервації 4 тис. га середньо- і сильносолонцюватих.

Для досягнення бездефіцитного балансу гумусу в землеробстві області необхідно вносити 10,5 т/га органічних добрив, що за сучасних умов здійснити неможливо. Тому слід активно залучати альтернативні джерела надходження органічної речовини у ґрунт за рахунок розширення посівних площ багаторічних трав, сидеральних культур, використання в якості органічних добрив побічної продукції рослинництва, сапропелів, мулу. З метою підвищення урожайності сільськогосподарських культур у 1,5 раза необхідно довести внесення мінеральних добрив в середньому по області до 118 кг/га, в тому числі азотних - до 59, фосфорних - до 24 і калійних - до 35 кг/га, а також ширше застосовувати азотфіксуючі й фосфатмобілізуючі біопрепарати та стимулятори росту нового покоління.

Висновки

1. У результаті вивчення і порівняльного аналізу різних проблемно орієнтованих видів агроекологічного моніторингу земель показано, що для умов Чернігівської області найприйнятнішим є комплексний метод оцінки агроекологічного стану орних земель, який базується на використанні інформації про ступінь порушення екологічної рівноваги у співвідношенні екологічно вразливих та екологостабілізуючих угідь, показників територіального поширення й інтенсивності прояву деградаційних процесів та еколого-агрохімічного стану орних земель.

2. Здійснене за критерієм співвідношення угідь екологічне районування території області свідчить, що 34,4% сільськогосподарських ландшафтів перебуває в кризовому і катастрофічному стані.

3. У зв'язку з високим ступенем розораності земельних угідь 12 адміністративних районів лісостепової частини області і перехідної зони (загальною площею 1453 тис.га) мають високий рівень антропогенного навантаження та низьку екологічну стійкість агроландшафтів.

4. На фоні розбалансованого співвідношення угідь, катастрофічного скорочення обсягів застосування добрив і меліорантів у землеробстві області протягом 1996-2000 рр. склався гостродефіцитний баланс гумусу (-0,34 т/га) і основних поживних елементів (-44 кг/га), а територіальне поширення процесів дегуміфікації й агрохімічного виснаження на біогенні елементи набуло глобального характеру. Підкисленням ґрунтів охоплено понад 39% орних земель, перезволоженням і заболочуванням - 16, засоленням і осолонцюванням - 7,7, ерозійними процесами - 4,2, забрудненням радіоцезієм - 2,9%.

5. Внаслідок екологонебезпечного землекористування та екстенсивного ведення сільськогосподарського виробництва з тривалим порушенням основного екологічного закону землеробства про необхідність повернення в ґрунт поживних речовин, винесених урожаєм, середній вміст гумусу в орному шарі знизився упродовж VI-VII турів агрохімічного обстеження на 0,02%, рухомого фосфору і обмінного калію - відповідно на 13,9 та 8,7 мг/га ґрунту, у зв'язку з чим погіршився еколого-агрохімічний стан орних земель, який у цілому по області оцінюється 37 балами, у зоні Полісся - 31, перехідній міжзональній території - 42, лісостепових районах - 47 балами.

6. Результати комплексної оцінки орних земель свідчать, що 87,5% загальнообласної площі ріллі, або 1061,9 тис.га, знаходяться у критичному екологічному стані. У районах Полісся визначальними факторами формування агроекологічного стану орних земель є підвищена кислотність, низький вміст гумусу і поживних речовин та перезволоження ґрунтів; у лісостепових районах - розбалансоване співвідношення ріллі й екологостабілізуючих угідь.

Рекомендації виробництву

З метою підвищення екологічної стійкості сучасних деградованих агроландшафтів, зниження антропогенного навантаження на довкілля та інтенсивності прояву деградаційних процесів ґрунтового покриву пропонується вилучити з інтенсивного сільськогосподарського обробітку 102,7 тис.га деградованих і малопродуктивних орних земель з наступною їх трансформацією в екологостабілізуючі угіддя, що наблизить сучасну структуру земельних угідь Чернігівської області до оптимальних параметрів. Науково обґрунтовані пропозиції щодо консервації деградованих і малопродуктивних земель в розрізі адміністративних районів і природно-сільськогосподарських провінцій докладно викладені в методичних рекомендаціях “Оптимізація сучасних систем землекористування на прикладі Чернігівської області”.

Для призупинення деградації ґрунтів, підвищення родючості та поліпшення еколого-агрохімічного стану орних земель для кожного адміністративного району Чернігівщини рекомендована екологічно обґрунтована потреба сільського господарства в агрохімікатах, що у цілому для області передбачає щорічне застосування 9,8 млн. тонн органічних добрив, 127,5 тис. тонн мінеральних добрив, проведення вапнування кислих ґрунтів на площі 476,6 тис.га та гіпсування 28,0 тис.га слабосолонцюватих ґрунтів.

Список опублікованих праць за темою дисертації

Москальов Є.Л. Оцінка екологічного стану Полісся за співвідношенням основних типів угідь // Агроекологічний журнал. - 2003.- №3.- С. 23-26.

Москальов Є.Л., Мельник А.І. Оцінка еколого-агрохімічного стану орних земель за основними показниками родючості // Агроекологічний журнал. - 2004. - №2.- С.38-40. (проведення розрахунків, узагальнення матеріалів досліджень).

Москальов Є.Л. Моніторинг деградації орних земель на основі фондових матеріалів // Зб. наук. праць Інституту землеробства УААН, випуск 2-3.- К.: ЕКМО, 2004.- С.36-38.

Москальов Є.Л. Екологічні аспекти раціонального використання деградованих і малопродуктивних земель Чернігівщини // Вісник аграрної науки. - 2004. - № 9. - С.62-64.

Козлов М.В., Тараріко Ю.О., Клецький О.М., Палапа Н.В., Москальов Є.Л. Агроекологічна оцінка реформованих господарств // Матеріали міжнарод. конф. “Сталий розвиток агроекосистем”. - К., 2002. - С. 96-102. (проведення розрахунків).

Москальов Є.Л. Екологічна оцінка систем землекористування за співвідношенням угідь //Матеріали наук.-практ. конф. молодих вчених “Стабілізація землекористування та сучасні агротехнології”.- Чабани., 2003.- С. 12-13.

Москальов Є.Л. Оцінка стану екологічної рівноваги в балансі гумусу і поживних елементів на регіональному рівні // Матеріали VII міжнарод. наук.-практ. конф. “Наука і освіта 2004”. Том 68. Сільське господарство.- Дніпропетровськ. - 2004.- С.60-61.

Размещено на Allbest.ru