Оптимізація агроекологічного стану осушених земель шляхом використання місцевих меліорантів та добрив (на прикладі Волинської області)

Размещено на http://allbest.ru

УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

06.01.02 - Сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки)

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук

Оптимізація агроекологічного стану осушених земель шляхом використання місцевих меліорантів та добрив

(на прикладі Волинської області)

Бондарчук Лариса Федорівна

Київ - 2006

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Луцькому державному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор географічних наук, професор

МОЛЬЧАК Ярослав Олександрович,

Луцький державний технічний університет,

професор кафедри екології, директор інституту

ресурсозбереження і будівництва;

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

МОШИНСЬКИЙ Віктор Степанович, Національний університет водного господарства та природокористування, професор кафедри землеустрою, геодезії та геоінформатики;

кандидат сільськогосподарських наук, доцент

КУДРИК Анатолій Порфирійович, Державний агроекологічний університет, доцент кафедри таксації лісу та лісовпорядкування.

Провідна установа: Інститут землеробства УААН, с.м.т. Чабани

Захист відбудеться “ 25 “жовтня 2006 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 при Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН за адресою 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

Автореферат розіслано 22 вересня 2006 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук, с.н.с. Т.І. Топольнік

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Осушувальні меліорації є одним із самих впливових факторів дії на природні комплекси, які змінюють режими ґрунтів у процесі осушення та їх інтенсивного сільськогосподарського використання. Тому на меліорованих землях важливим є застосування заходів щодо стабілізації ґрунтових процесів та забезпечення екологічної рівноваги при високому рівні урожайності вирощуваних культур. Як показують дослідження осушених земель, проведені широкомасштабні меліоративні роботи не завжди досягли своєї мети - формування окультурених торфових і мінеральних ґрунтів та отримання високих врожаїв сільськогосподарських культур. Основними причинами погіршення агроекологічного стану є розбалансування поживного режиму, погіршення ґрунтових режимів і процесів, які не сприяють підвищенню продуктивності цих земель. В той же час наукові роботи свідчать, що ці землі можна використовувати більш ефективно завдяки проведенню комплексу агромеліоративних структурних меліорацій. Відомі в цьому напрямку роботи вчених (Вознюк С.Т., Коваленко П.І., Клименко М.О., Лико Д.В., Трускавецький Р.С., Веремеєнко С.І.) показують, що поліпшити агроекологічний стан цих ґрунтів можна внесенням меліорантів. Особливий інтерес викликають місцеві меліоранти, так як на їх використання потрібно менше затрат. У зв'язку з цим робота передбачала вивчення питань доцільності використання місцевих меліорантів та добрив для підвищення продуктивності та покращення агроекологічного стану осушуваних земель.

Отже, актуальними в сучасних умовах є питання поглибленого вивчення сучасного агроекологічного стану осушених земель, а також розробка економічно-виправданих шляхів підвищення їхньої потенційної і ефективної родючості.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами. Тема дисертації є одним із напрямків науково-дослідних робіт кафедри екології Луцького державного технічного університету, а також досліджень, які проводились за програмою ДКНТ розділ “Родючість і охорона ґрунтів. Розробка технології збереження і раціонального використання ґрунтів і їх родючості”(№ держ.реєстр.0101U006036).

Мета і завдання досліджень. Мета досліджень полягала у встановленні оцінки агроекологічного стану осушених ґрунтів поліської частини Волинської області та розробці заходів з відтворення їх родючості та запобігання розвитку деградаційних процесів. Для досягнення вказаної мети вирішувались наступні завдання :

провести аналіз сучасного агроекологічного стану осушених ґрунтів Волинської області;

здійснити агроекологічну індексацію осушених ґрунтів поліської частини Волинської області;

встановити особливості і закономірності формування ґрунтових режимів при використанні добрив і місцевих меліорантів;

виявити вплив добрив і місцевих меліорантів на підвищення родючості та продуктивності осушених ґрунтів;

розробити еколого-економічні заходи поліпшення властивостей та зниження інтенсивності деградаційних процесів.

Наукова новизна одержаних результатів. Роботу присвячено удосконаленню наукових підходів до оцінки агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів та особливостей використання місцевих добрив та меліорантів, які сприяють покращенню властивостей та режимів осушених земель.

Наукова новизна роботи полягає у наступному:

вперше на матеріалах власних досліджень та спостережень турів агрохімічних обстежень проведено агроекологічну індексацію гідроморфних ґрунтів поліської частини Волинської області із виявленням ґрунтів з порушеною екологічною рівновагою;

вдосконалено прийоми оптимізації ґрунтових процесів і режимів осушених ґрунтів шляхом використання місцевих меліорантів та добрив;

запропоновано способи підвищення врожайності та покращення агроекологічного стану осушених земель; осушений земля меліорант добриво

визначено екологічну, економічну та енергетичну ефективність впливу застосування добрив та місцевих меліорантів на продуктивність сільськогосподарських культур на осушених землях.

Практичне значення одержаних результатів. На основі агроекологічного аналізу сучасного стану осушених земель та проведених польових досліджень і спостережень розроблено економічно обґрунтовані заходи щодо покращення агроекологічного стану меліорованих земель. Розроблено систему агроекологічної індексації, яка може використовуватись при обстеженні осушених земель на основі агрохімічних показників ґрунту і його забруднення радіонуклідами, важкими металами, залишками пестицидів тощо. Складено карту агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів поліської частини Волинської області, яку доцільно використовувати для прийняття рішень щодо подальшого шляху використання осушених масивів.

Особистий внесок здобувача. Постановка та вирішення проблеми, теоретичне обґрунтування, польові та лабораторні дослідження, статистична та математична обробка і аналіз досліджень, основні наукові положення, запропоновані моделі, методики та висновки належать особисто автору.

Апробація результатів досліджень. За основними положеннями дисертаційної роботи зроблено доповіді на 6-му міжнародному з'їзді ґрунтознавців та агрохіміків України, м. Умань, 2002 р., на наукових конференціях - “Еколого-економічні проблеми розвитку АПК”, м. Львів, 2002 р., “Екологічні проблеми басейнів транскордонних річок”, м. Луцьк, 2002 р., “Актуальні проблеми водного господарства та природокористування”, м. Рівне, 2002 р., “Європейський кордон - спільний чистий Буг”, м. Луцьк, 2003 р, “До 20-річчя створення Шацького національного природного парку”, с. Світязь, 2004 р, науково-практична конференція до 40-річчя створення агрохімічної служби на Волині, м. Луцьк, 2005 р., щорічних наукових конференціях Луцького державного технічного університету в 2000-2005 роках.

Публікації. За матеріалами досліджень дисертації опубліковано дев'ять наукових праць, у тому числі чотири - у фахових виданнях ВАК.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація викладена на 195 сторінках друкованого тексту і містить вступ, шість розділів, висновки та пропозиції виробництву, список використаних джерел із 182 найменувань і 5 додатків. Текст дисертації ілюстровано 22 рисунками та 45 таблицями.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність, мета і завдання дисертаційної роботи, об'єкт і предмет дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення одержаних результатів.

У першому розділі висвітлено історію досліджень заболочених та перезволожених земель Волині, результати досліджень вітчизняних та зарубіжних науковців щодо впливу застосування різних технологій для освоєння, окультурення осушених земель і підвищення їхньої продуктивності. Показано закономірності еволюції осушених ґрунтів у ході сільськогосподарського використання та обґрунтовано необхідність проведення моніторингу і застосування різних заходів для оптимізації агроекологічного стану меліорованих ґрунтів. Вивченню агроекологічного стану і прийомів оптимізації властивостей та режимів осушених земель Полісся, в тому числі і за рахунок меліорантів, присвячено цілий ряд досліджень (роботи Вознюка С.Т., Клименка М.О., Трускавецького Р.С., Коваленка П.І., Мошинського В.С., Лико Д.В., Алексєєвського В.С., Цвєтової О.В., Веремеєнка С.І., Тараріко О.Г., Слюсаря І.Т., Топольник Т.І., Оліневича В.А., Шевченка М.Н. та ін. ).

У другому розділі проведено обґрунтування завдання, об'єктів та методики досліджень, проаналізовано природні умови періоду проведення досліджень та спостережень. Програмою досліджень передбачалося виявити особливості сучасного агроекологічного стану осушених ґрунтів, а також розробити прийоми його покращення шляхом використання місцевих добрив та меліорантів. Дослідження проводили шляхом маршрутно-експедиційних спостережень, проведення польових та лабоpатоpно-хiмiчних аналізів і досліджень, а також аналізу фондових матеріалів.

Згідно iз програмою досліджень, а також враховуючи значні площі меліорованих земель в області, було вибрано 5 еталонних осушувальних систем (Верхньоприп'ятська, Копаївська, Цирська, Коростинська та Горьківська), в межах яких проводили агроекологічне обстеження із визначенням основних показників родючості ґрунту (вмісту гумусу, N, P, K, рухомих форм мікроелементів - B, Mo, Mn, Co, Cu, Zn, гідролітичної кислотності, рН), вмісту радіонуклідів, важких металів (Cd, Pb, Hg тощо) та залишків пестицидів. Зразки ґрунту відбирали в торфових і гідроморфних мінеральних ґрунтах з верхнього 0-20 см шару для оцінки агроекологічного стану осушувальних систем. Крім того, аналізували дані Волинського центру „Облдержродючість” щодо проведених турів обстежень ґрунтів меліоративних систем із виявленням характеру і напрямку змін за довготривалий період сільськогосподарського використання осушених ґрунтів.

Схемою досліджень передбачалося вивчення технологій локального внесення місцевих меліорантів та добрив на торфових глибоких та дернових зв'язно-піщаних оглеєних ґрунтах у порівнянні із традиційними технологіями. Дослідження проводили за схемами :

- дослід №1 на торфовому глибокому низинному осушеному ґрунті - 1. Абсолютний контроль (без добрив); 2. Традиційна технологія (Р60 К90 - врозкид); 3. Традиційна технологія (Р60-зернисті фосфорити); 4. Традиційна технологія + меліорант (суглинок 20 т/га); 5. Традиційна технологія + меліорант (суглинок 40 т/га); 6. Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в орний шар (Р60К90 + суглинок 20 т/га); 7. Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в орний шар (Р60К90 + суглинок 40 т/га); 8. Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в підорний шар (Р60 К90 + суглинок 20 т/га); 9. Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в орний шар (К90 + зернисті фосфорити Р60 +суглинок 20 т/га); 10. Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в підорний шар (К90 + зернисті фосфорити Р60+ суглинок 20 т/га);

- дослід №2 на дерновому глеюватому осушеному ґрунті - 1. Абсолютний контроль ( без добрив ); 2. Традиційна технологія (N60Р60К90 - врозкид); 3. Традиційна технологія (Р60 - зернисті фосфорити); 4. Органо-мінеральне добриво (N60Р60К90 + торф 20 т/га - врозкид); 5. Органо-мінеральне добриво (N60Р60К90 + торф 40 т/га - врозкид); 6. Органо-мінеральне добриво в орний шар (N60Р60К90 + торф 20 т/га локально); 7.Органо-мінеральне добриво в орний шар (N60Р60К90 + торф 40 т/га локально); 8. Органо-мінеральне добриво в підорний шар (N60Р60К90 + торф 20 т/га локально); 9. Органо-мінеральне добриво в орний шар (N60 К90+ зернисті фосфорити Р60 + торф 20 т/га локально); 10. Органо-мінеральне добриво в підорний шар (N60 К90+ зернисті фосфорити Р60 + торф 20 т/га локально);

У дослідах № 1,2 вивчали також післядію різних форм та способів внесення добрив i мелiорантiв за наведеними схемами дослідів. Вирощувані культури - однорічні та багаторічні трави ( вико-овес; овес з підсівом багаторічних трав; багаторічні трави). Агротехніка вирощуваних культур - загальноприйнята для зони Західного Полісся. В розділі також наведено дані щодо метеорологічних умов проведення досліджень.

У третьому розділі наведено аналіз та характеристику осушених земель регіону. Волинська область характеризується наявністю значних площ земель так званого меліоративного фонду, на які припадає 845,2 тис.га, або 41,9% від загальної площі області.

На перше січня 2005 року в області осушено 416,6 тис.га, в тому числі на ріллю припадає 148,6 тис.га, сіножаті - 107, пасовища - 90,8 тис.га. Результати досліджень свідчать, що за останні роки відбулось значне зниження вмісту рухомих форм фосфору і калію як у торфових, так і мінеральних осушених ґрунтах - фосфору до 10,5-26,0 мг/100 г ґрунту, обмінного калію до - 12,0-25,0 мг/100 г ґрунту, що відповідає низькій забезпеченості, при оптимальному вмісті Р2О5 і К2О для більшості сільськогосподарських культур відповідно до 30-40 і 30-35 мг/100 г ґрунту (рис.1).

Вміст рухомих форм фосфору і калію в мінеральних осушених ґрунтах не перевищує 7-8 мг/100 г ґрунту. Починаючи з 90-х років норми внесення добрив різко скоротилися, а отже й ступінь забезпечення ґрунтів елементами живлення значно знизився. Поряд із зменшенням вмісту поживних елементів та запасів гумусу в осушених ґрунтах спостерігається порушення природних процесів та прояви деградаційних процесів, що могло не позначитися на врожайності сільськогосподарських культур на осушених ґрунтах. Як свідчать статистичні дані, зниження потенційної родючості в 1995-2004 рр. призвели до різкого зниження врожайності практично всіх сільськогосподарських культур. Порівняно із 1985 роком середня врожайність сільськогосподарських культур у 2004 році знизилась практично за всіма культурами в середньому на 35-65%.

З метою оцінки сучасного агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів Волинської області згідно із завданням досліджень було проведено еколого-агрохімічну паспортизацію ґрунтів із встановленням бальної оцінки ґрунту (агрохімічної та еколого-агрохімічної) за допомогою загальноприйнятої методики (за ред. О.О.Созінова,1996).

Однак, певним недоліком методу було те, що загальна оцінка ґрунту не несла конкретної інформації про те, що саме є причиною низької оцінки - природні властивості ґрунту, низький рівень окультуреності чи певний антропогенний вплив. Тому нами було удосконалено дану методику і проведено індексацію гідроморфних ґрунтів, яка передбачає для оцінки ґрунту використовувати два індекси: лівий - для характеристики агрохімічної якості ґрунту (від 1 до 10) і правий - для характеристики ступеня негативного антропогенного впливу на ґрунт (від I до X). Градації за індексацією було встановлено таким чином, що в їхню основу покладено чіткі межі, які реально виявлено під час опрацювання власних матеріалів та матеріалів Волинського центру “Облдержродючість”.

Для перевірки розробленої методики було проведено еколого-агрохімічну індексацію основних типів ґрунтів на еталонних осушувальних системах (табл. 1). Як видно із отриманих значень, найбільш екологічно нестабільними виявились ґрунти Копаївської, а найменш забезпеченими - ґрунти Коростинської осушувальної системи, при цьому найбільш оптимальними значеннями характеризуються ґрунти Верхньо-Прип`ятської системи. Нами була зроблено спробу виявити агроекологічний стан ґрунтів Поліської частини Волинської області шляхом проведення індексації за запропонованою методикою. В ході досліджень аналізували як ґрунти окремих полів, осушувальних систем, а також визначали середньозважені показники щодо індексації ґрунтів районів і в цілому поліської зони Волинської області.

Таблиця 1

Порівняльна таблиця індексації осушених ґрунтів на еталонних системах

№ п/п	Ґрунт	Верхньо-Прип`ятська	Копаївська	Коростинська	Горківська	Цирська	По області
							індекс	відхилення
1	Торфовий глибокий	3 - ІІІ	8 -VII	10 - V	4 - IV	10 - V	6 - V	1 - 0
2	Торфово-болотний	-	10 - V	10 - III	7 - VI	10 - VIII	7 - X	2 - 5
3	Дерново-підзолистий глеюватий	5 - V	6 - V	-	5 - IV	4 - IV	5 - V	0 - 1
4	Середнє: по системі / області	4 - IV	8 - VI	10 - IV	5 - V	8 - V	6 - VII	1 - 2

Отримані дані свідчать, що на території поліської частини області найкращою агрохімічною забезпеченістю характеризуються дернові глейові карбонатні легкосуглинкові, болотні піщані і легкосуглинкові (індекс 2), а також лучно-болотні ґрунти (індекс 3), а найнижчу забезпеченість мають торфувато-болотні (індекс 10) і торфово-болотні (індекс 10) ґрунти (табл. 2).

Таблиця 2

Еколого-агрохімічна індексація гідроморфних ґрунтів Волинської області

Ґрунт	Індексація
Дерново-підзолисті глеюваті супіщані і легкосуглинкові	5-V
Дернові глейові карбонатні легкосуглинкові	2-VI
Дернові неглибокі, піщані, зв'язнопіщані оглеєні відміни	4-I
Дернові глейові супіщані і легкосуглинкові	5-III
Лучні ґрунти	4-IV
Лучно-болотні	3-II
Болотні супіщані і легкосуглинкові	2-VIII
Торфувато-болотні	10-VI
Торфово-болотні	7-X
Торфові глибокі	6-V

З точки зору екологічної стабільності, найбільш екологічно безпечними є дернові неглибокі піщані та їхні зв'язнопіщані оглеєні відміни (індекс I), лучно-болотні (індекс II), а найбільш екологічно небезпечними - торфувато-болотні (індекс X), болотні піщані і легкосуглинкові (індекс VIII) ґрунти. Згідно із запропонованою системою індексації на території поліських районів області найбільш екологічно нестабільними та найменш агрохімічно забезпеченими є торфувато-болотні та торфово-болотні ґрунти. Математична обробка експериментальних та розрахункових даних власних досліджень та даних YII туру обстежень Волинського центру “Облдержродючість” показала, що кореляційні залежності агрохімічного та еколого-агрохімічного балу різних типів гідроморфних ґрунтів коливаються в межах 0,86-0,97, що свідчить про тісний зв'язок між вказаними факторами та відповідає вимогам щодо достовірності відображення характеристик ґрунту.

На основі отриманих даних досліджень і спостережень щодо агрохімічної та еколого-агрохімічної оцінки осушених ґрунтів нами була розроблена карта агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів поліської частини Волинської області. На цю карту було нанесено розташування основних типів ґрунтових відмін із наведенням індексу даного ґрунту, що дає змогу не лише встановити еколого-агрохімічний стан певного ґрунту, а й визначати необхідність проведення заходів із покращення (реконструкція, корінне поліпшення тощо) або вилучення із сільськогосподарського обороту.

Ефективне сільськогосподарське використання осушених земель, на відміну від сучасного, повинно передбачати проведення комплексних еколого та економічно ефективних заходів, які дали змогу не тільки отримувати високі врожаї сільськогосподарських культур, а й забезпечувати екологічну стабільність. Такими заходами поряд із раціональними використанням осушених земель може бути застосування меліорантів і добрив.

У четвертому розділі проведено дослідження запасів, поширення та характеристик меліорантів і добрив місцевого значення, які поширені на території Волинської області. Як меліоранти та місцеві добрива Волині можуть бути використані суглинки, глини, карбонатні породи, торф, сапропель та фосфорити. Корисні копалини місцевого значення різняться за своїм хімічним складом, гранулометричними, мінералогічними та іншими характеристиками. Як показують результати досліджень, а також попередній економічний аналіз, використання місцевої сировини для покращення властивостей та режимів осушених земель є виправданим при розташуванні місця видобування близько до місця застосування. Тому нами було проведено дослідження з вивчення запасів, поширення та властивостей меліорантів і добрив саме в північній частині області.

Практично всі корисні копалини місцевого значення для використання меліорантів та місцевих добрив ( глини, суглинки, мергелі, туфи, торф тощо) належать до четвертинних геологічних відкладів.

Хімічний аналіз суглинків та глин родовищ показує, що у складі суглинків переважають сполуки SiO2 - 71,9-87,4%, Al2O3 - 6,2-15,7 %, Fe2O3 - 1,6-4,5%. У суглинках родовищ також присутні ТіО2 - 0,4-1,1%, СаО - 0,4 -6,7% та МgO - 0,3-6,7%. У складі глини проаналізованих родовищ переважаючими є сполуки SiO2 - 75,0-82,1%, Al2O3 - 6,4-21,0 %, Fe2O3 - 2,4-7,1%. Місцеві викопні матеріали, які можуть бути використані як органічні добрива - торф та сапропель - у межах області є досить різними за хімічним складом та властивостями залежно від типу, умов формування та інших факторів.

В області виявлено значні запаси цінної фосфоритоносної сировини - зернистих та жовнових фосфоритів, які містять фосфорні сполуки (7-10%), а також кальцієві сполуки (до 70%), що дає змогу використовувати їх у чистому вигляді або після збагачення як фосфорне добриво, а також як хімічний меліорант для покращення кислотно-лужного режиму осушених земель.

У п'ятому розділі наведено результати досліджень щодо виявлення впливу застосування добрив та місцевих меліорантів на водно-фізичні властивості, поживний режим та гальмування деградаційних процесів.

В умовах досліджень внесення суглинку в дозах 20-40 т/га сприяло збільшенню кількості продуктивної вологи в маловодні роки. В умовах же вологого року внесення суглинку також знижувало вологість у поверхневому горизонті завдяки збільшенню мінеральної частини ґрунту і зміни водно-фізичних властивостей. Локальне внесення торфу 20-40 т/га на дерновому глеюватому, а особливо суглинку на торфовому глибокому ґрунті сприяло збільшенню гідробуферності цих ґрунтів, а також згладжувало екстремуми у водному живленні рослин під час посухи та надлишку вологи.

Локальне внесення меліорантів та добрив в умовах досліджень значно покращувало поживний режим осушених ґрунтів. Так, в кінці вегетації на торфовому ґрунті вміст рухомого фосфору збільшувався в горизонті 0-20 см до 4,7 мг/100 г ґрунту при розкидному внесенні добрив та до 10,9 при локальному способі внесення (на контролі -2,2 мг/100 г ґрунту). В той же час перед початком вегетації вміст фосфору становив 1,2 мг/100 г ґрунту.

Така ж закономірність спостерігалася і при застосуванні фосфорних добрив на дерновому глеюватому осушеному ґрунті. При внесенні 60 кг діючої речовини фосфору вміст його в ґрунті збільшувався до 0,7 мг/100 г при розкидному внесенні та до 1,6 при локальному (на контролі - 0,4 мг/100 г ґрунту). При цьому застосування різних форм фосфорних добрив ( суперфосфату і зернистих фосфоритів) в однакових дозах не виявило суттєвої різниці у формуванні фосфатного режиму осушених ґрунтів.

Внесення калійних добрив разом із меліорантами локальним способом сприяло значному покращенню калійного режиму осушених ґрунтів. Якщо на контрольних ділянках в поверхневому горизонті на дерновому глеюватому осушеному ґрунті вміст рухомого калію становив 4,8 мг/100 г, то при розкидному внесенні К90 збільшувався до 8,3, а при локальному - до 8,6 мг/100 г ґрунту. Такі ж закономірності спостерігалися і на торфовому осушеному ґрунті.

Таким чином, при локальному внесенні меліорантів разом із добривами створювалися окремі зони в товщі ґрунту, які сприяли закріпленню поживних речовин добрив і їх поступовому вивільненні для живлення рослин, що свою чергу сприяло зменшенню вимивання біогенних елементів за межі поверхневого горизонту.

У шостому розділі проведено виявлення агроекологічної ефективності застосування меліорантів на осушених землях. В умовах досліджень, запропоновані заходи із оптимізації поживного режиму осушених земель виявились досить впливовими на продуктивність сільськогосподарських культур, що підтверджується 3-рiчними даними. Так, протягом всіх років досліджень розкидне внесення мінеральних добрив (N60Р60К90) на дернових глеюватих зв'язно-пiщаних ґрунтах забезпечило в середньому 88%-ву прибавку врожайності вирощуваних культур (табл.3).

Ще більш ефективним виявилось локальне стрічкове внесення мінеральних добрив разом із торфом (20 т/га на глибину 15-30 см) - це дало змогу отримати достовірну прибавку врожайності на рівні 132-142% порівняно із контрольними ділянками при внесенні 20 т/га торфу разом із добривами і 156% при внесенні 40 т/га торфу разом із добривами.

Таблиця 3

Урожайність зеленої маси однорічних та багаторічних трав (вико-овес; овес з підсівом багаторічних трав; багаторічні трави) на осушеному дерновому глеюватому зв'язно-піщаному ґрунті

Варіант досліджень	Урожай зеленої маси, ц/га	Приріст
	пряма дія	післядія 1-го року	післядія 2-го року	у сумі за 3 роки	ц/га	%
Абсолютний контроль	85,0	82,5	70,4	237,9	-	-
Традиційна технологія (N60 Р60 К90 - врозкид)	151,0	164,0	161,0	446,0	208,1	87,5
Органо-мінеральне добриво (N60 Р60К90 + торф 20 т/га - врозкид)	154,0	163,0	180,2	497,2	259,3	109,0
Органо-мінеральне добриво (N60 Р60К90 + торф 40 т/га - врозкид)	168,0	182,0	198,2	548,0	310,1	130,3
Органо-мінеральне добриво в орний шар (N60 Р60К90 + торф 20 т/га локально)	161,0	186,0	204,7	551,7	313,8	131,9
Органо-мінеральне добриво в орний шар (N60 Р60К90 + торф 40 т/га локально)	184,0	208,0	216,0	608,0	370,1	155,6
Органо-мінеральне добриво в підорний шар (N60 Р60К90 + торф 20 т/га локально)	174,0	198,0	204,7	576,7	338,8	142,4
Органо-мінеральне добриво в підорний шар (N60 К90+ зернисті фосфорити Р60 + торф 20 т/га локально)	162,0	184,5	191,9	538,4	300,5	126,3
НІР 095, ц/га	13,8	14,3	15,5

У порівнянні із розкидним способом застосування локальне внесення в тих самих дозах забезпечувало приріст врожаю на 33-54% при внесенні 20 т/га торфу разом із добривами і до 60% при внесенні 40 т/га торфу разом із добривами. Водночас, розкидне внесення торфу на осушених дернових ґрунтах виявилось малоефективним. Високі прирости врожаю спостерігалися під час локального способу внесення мінеральних добрив разом із суглинком (20 і 40 т/га) на осушених торфових ґрунтах (табл. 4).

Підвищення врожайності внаслідок проведення даних заходів відбувається завдяки створенню в орному горизонті локальних "комфортних зон", в яких поживні елементи закріплюються і поступово вивільняються для живлення рослин. У сумі за три роки дія місцевих зернистих фосфоритів на покращення фосфатного режиму осушених земель і збільшення їхньої продуктивності практично аналогічна впливу традиційних фосфорних добрив. Локальне внесення мінеральних добрив і меліорантів в орний і підорний горизонти також практично не відрізнялось за своєю дією на прирости врожаю сільськогосподарських культур.

Таблиця 4

Урожайність зеленої маси однорічних та багаторічних трав (вико-овес; овес з підсівом багаторічних трав; багаторічні трави) на осушеному торфовому глибокому середньозольному ґрунті

Варіант досліджень	Урожай зеленої маси, ц/га	Приріст
	пряма дія	післядія 1-го року	післядія 2-го року	у сумі за 3 роки	ц/га	%
Абсолютний контроль	118,0	122,5	64,9	305,4	-	-
Традиційна технологія (Р60К90 - врозкид)	177,0	194,0	144,2	515,2	209,8	68,7
Традиційна технологія (Р60К90 - врозкид) + меліорант (суглинок 20 т/га)	182,0	209,5	146,4	538,3	232,9	76,3
Традиційна технологія (Р60К90 - врозкид) + меліорант (суглинок 40 т/га)	186,0	215,0	149,4	550,4	245,0	80,2
Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в орний шар (Р60К90 + суглинок 20 т/га)	215,0	226,0	157,4	598,4	293,0	95,9
Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в орний шар (Р60К90 + суглинок 40 т/га)	212,0	232,0	154,3	598,3	292,9	95,9
Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в підорний шар (Р60 К90 + суглинок 20 т/га)	201,0	238,0	148,6	587,6	282,2	92,4
Суміш мінеральних добрив і меліорантів локально в підорний шар (К90 + зернисті фосфорити Р60+ суглинок 20 т/га)	178,0	214,5	152,9	545,4	240,0	78,6
НІР 095, ц/га	13,5	16,3	14,5

Проведені економічні розрахунки показують, що основна частина витрат, пов'язаних із застосуванням місцевих матеріалів як удобрюючих або меліоруючих речовин, становить їх видобування і, особливо, транспортування до місця внесення. Аналіз показників економічної ефективності свідчить, що запропоновані технології економічно доцільні при перевезенні меліорантів та місцевих добрив до 15 км. Умовно чистий прибуток при транспортуванні на більші відстані не покриває сумарних затрат на застосування запропонованих технологій.

У структурі економічних затрат, крім перевезення, суттєві значення становить вартість добування і внесення меліорантів - від 668 до 823 грн/га залежно від типу меліоранту та технології.

Розрахунок економічної ефективності показує, що загалом локальне стрічкове внесення меліорантів і добрив як на торфових, так і на дернових ґрунтах економічно виправдане.

ВИСНОВКИ

Агроекологічний стан осушених земель оцінено за допомогою запропонованої системи індексації, згідно з якою встановлено, що на території поліської частини області найкращою агрохімічною забезпеченістю характеризуються дернові глейові карбонатні легкосуглинкові, болотні піщані і легкосуглинкові ґрунти. Водночас найнижчу забезпеченість мають торфувато-болотні і торфово-болотні ґрунти. Найбільш екологічно стабільними є дернові неглибокі піщані і лучно-болотні, а найбільш екологічно нестабільними - торфувато-болотні, болотні піщані і легкосуглинкові ґрунти. На території поліських районів області найбільш екологічно нестабільними та найменш агрохімічно забезпеченими є торфувато-болотні та торфово-болотні ґрунти.

Волинська область характеризується значними запасами викопних матеріалів - суглинків, глини, карбонатних порід, торфу, сапропелю, фосфоритів їхніх різновидностей, які можуть бути використані як меліоранти та місцеві добрива.

Водний режим осушених ґрунтів, який формується переважно під впливом метеорологічних факторів та дренованості, може бути суттєво покращений локальним стрічковим застосуванням меліорантів (суглинок 20-40 т/га). Цей захід дає змогу збільшити гідробуферність ґрунтів, кількість продуктивних вологозапасів, що особливо важливо в періоди нестачі опадів.

Встановлено, що локальне стрічкове внесення суглинку (20-40 т/га) разом із мінеральними добривами (Р60К90) на осушених торфових ґрунтах, а також локальне стрічкове внесення торфу (20-40 т/га) разом із мінеральними добривами (N60Р60К90) супроводжується покращенням поживного режиму, збільшенням вмісту калійних ( з 16,0 до 19,7 на торфовому і з 4,8 до 10,0 мг/100 г ґрунту на дерновому ґрунті) та фосфорних сполук (з 2,2 до 7,5 на торфовому і з 0,4 до 1,9 мг/100 г ґрунту на дерновому ґрунті), сприяє сорбуванню поживних речовин у локальних зонах, поступовому їх вивільненню для живлення рослин і зменшенню вимивання їх за межі кореневмісного горизонту. Локальне внесення зернистих фосфоритів і меліорантів стрічками на глибину 15 і 30 см зменшує величину гідролітичної кислотності відповідно з 65,2 до 42,0 - 42,9 мг екв./100 г ґрунту в торфовому і з 2,61 до 2,25 мг екв./100 г ґрунту в дерновому зв'язно-піщаному ґрунті завдяки внесення в складі зернистих фосфоритів кальцію (250-300 кг/га), який сприяє зменшенню величини рН та гідролітичної кислотності.

При створенні прошарків із поживних речовин і меліорантів локальним способом внесення економічно і енергетично доцільними є дози суглинку (20 т/га) на осушених торфових ґрунтах і торфу (20 т/га) на осушених дернових глеюватих ґрунтах. Застосування більших доз (40 т/га) не супроводжується суттєвим зростанням врожайності і покращеннями властивостей і режимів досліджуваних меліорованих ґрунтів.

Застосування на досліджуваних осушених ґрунтах місцевих зернистих фосфоритів як фосфорних добрив показало, що їхня дія для покращення фосфорного режиму практично не відрізнялась від традиційних добрив - суперфосфату в еквівалентних дозах.

При дослідженні локального стрічкового внесення добрив і меліорантів на різні глибини - в орному ( 15-20 см) і підорному (30-35 см) горизонтах не виявлено суттєвої різниці у покращенні властивостей і режимів досліджуваних осушених ґрунтів а також продуктивності однорічних і багаторічних трав.

Локальне стрічкове внесення суглинку (20 т/га) разом із мінеральними добривами (Р60К90) на осушених торфових ґрунтах, а також локальне стрічкове внесення торфу (20 т/га) разом із мінеральними добривами (N60Р60К90) на дернових глеюватих ґрунтах приводить до достовірної прибавки врожайності на рiвнi 132 -142 % порівняно до контрольних ділянок і 32-42 % порівняно до розкидного способу застосування.

У структурі економічних затрат на локальне внесення меліорантів та добрив основну частину витрат становить їх видобування і транспортування до місця внесення. Запропоновані технології економічно доцільні при перевезенні меліорантів і місцевих добрив до 15 км - умовно чистий прибуток при цьому складає 1628 - 2705 грн/га за трирічний цикл. Коефіцієнти енергетичної ефективності при локальному застосуванні складають від 1,7 на дерновому до 1,8 на торфовому осушеному ґрунті.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Для оцінки агроекологічного стану осушених ґрунтів доцільно застосовувати запропоновану систему індексації, яка враховує їхні агрохімічні властивості і в чисельному виразі дає змогу оцінити певні екологічні недоліки ґрунту.

Для прийняття рішень щодо використання меліорованих ґрунтів, а також подальшого напрямку використання осушених масивів раціонально користуватися розробленою нами картою агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів поліської частини Волинської області

З метою покращення агроекологічного стану осушених земель рекомендується вносити локальним стрічковим способом суглинок (20 т/га) разом із мінеральними добривами Р60К90 - на осушених торфових ґрунтах, а також торфу (20 т/га) разом із мінеральними добривами N60Р60К90 при рівні врожайності однорічних (багаторічних) трав 30-35 ц к.о./га. Ці заходи є економічно обґрунтованими при видобуванні і перевезенні меліорантів в середньому не більше ніж на 15 км.

Внесення меліорантів разом із добривами доцільно проводити за допомогою машини МВМ-10, яка розроблена в Національному університеті водного господарства та природокористування.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Статті у фахових виданнях

Мерленко І.М., Зінчук М.І., Бондарчук Л.Ф. Проведення еколого-меліоративного моніторингу осушених земель Полісся України// Гідрологія, гідрохімія і гідроекологія. -2002. -Т.4., С.243-247.

Бондарчук Л.Ф. Зміна деяких властивостей осушених торфових ґрунтів в процесі їх довготривалого сільськогосподарського використання // Агрохімія і ґрунтознавство. - Спецвипуск до YII з'їзду ґрунтознавців та агрохіміків України. К.4, Харків-Луцьк. -2002, С.66-67.

Кух І.О., Бондарчук Л.Ф. Екологічні ресурси - основа продуктивності агроценозів Західного Полісся і Лісостепу // Вісник УДУВГП. Зб. наук. праць.Ч.1. Вип. 5 (18). 2002. С.69-75.

Зінчук М.І., Бондарчук Л.Ф. Застосування індексації гідроморфних ґрунтів Волинської області для оцінки їх агроекологічного стану // Вісник УДУВГП. Зб. наук. праць. Ч.1.Вип.6 (19). 2003, С. 16-21.

Наукові видання та тези доповідей

Бондарчук Л., Колошко Л. Агроекологічний стан ґрунтів, причини та наслідки їх деградації у басейні р. Прип'ять// Матеріали науково-практичної конференції “Еколого-економічні проблеми розвитку АПК”. - Львів -Т.1, 2002.- С.130-134.

Бондарчук Л.Ф. Особливості використання меліорантів для покращення агроекологічних властивостей ґрунтів Волині // Сільськогосподарські машини. -2001.-Вип.7. -С. 30-33.

Зінчук П.Й., Шевчук М.Й., Колошко Л.К., Зінчук М.І., Бондарчук Л.Ф. Вплив осушення та сільськогосподарського використання на трансформацію торфових ґрунтів Полісся // Науковий вісник Волинського держуніверситету. - 2006. -Вип.2, с. 114-122.

Мольчак Я.О., Бондарчук Л.Ф. Агроекологічний стан осушених земель Волині, прилеглих до заповідних територій // Шацький національний природний парк. Наукові дослідження (1994-2004 рр). Матеріали міжнародної науково-практичної конференції до 20-річчя створення Шацького НПП. -Світязь, 2004, С.127-128.

Шевчук М.Й., Зінчук М.І., Бондарчук Л.Ф. Сучасний стан родючості ґрунтів Волинської області та рекомендації по його покращенню// Зб. наук. праць до 40-річчя створення агрохімічної служби на Волині. -Луцьк, 2005. с.40-47.

АНОТАЦІЯ

Бондарчук Л.Ф. Оптимізація агроекологічного стану осушених земель шляхом використання місцевих меліорантів та добрив (на прикладі Волинської області). - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02 - сільськогосподарські меліорації. Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2006.

Дисертаційну роботу присвячено оцінці агроекологічного стану гідроморфних ґрунтів поліської зони Волинської області та розробці заходів з покращення родючості осушених ґрунтів та запобіганню деградаційним процесам шляхом використання місцевих меліорантів та добрив.

На основі проведеної оцінки осушених ґрунтів запропоновано технології підвищення врожайності та покращення агроекологічного стану осушених земель за допомогою місцевих меліорантів та добрив. Виявлено економічно виправдані способи застосування місцевих добрив та меліорантів на гідроморфних ґрунтах.

Ключові слова: осушені землі, гідроморфні ґрунти, екологічний стан, індексація, місцеві меліоранти та добрива, екологічний ефект, економічна ефективність.

АННОТАЦИЯ

Бондарчук Л.Ф. Оптимизация агроэкологического состояния осушенных земель путем использования местных мелиорантов и удобрений (на примере Волынской области). - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 06.01.02 - сельскохозяйственные мелиорации. Институт гидротехники и мелиорации УААН, Киев, 2006.

Диссертационная работа посвящена оценке агроэкологического состояния гидроморфных почв полесской части Волынской области и разработке мероприятий по улучшению плодородия осушенных почв и предотвращению деградационных процессов путем использования местных мелиорантов и удобрений.

В работе осуществлена оценка состояния основных гидроморфных почв Волынской области. На основе общепринятой методики оценки полей и участков разработана агроэкологическая индексация гидроморфных почв с выявлением наиболее кризисных в экологическом аспекте почв.

На основе осуществленной оценки осушенных почв предложены технологии повышения урожайности и улучшения агроэкологического состояния осушенных почв с помощью местных мелиорантов и удобрений. Выявлены экономически оправданные способы применения местных мелиорантов и удобрений на гидроморфных почвах.

Изучены способы локального внесения местных ископаемых материалов на торфяных и дерновых глееватых почвах. Установлено существенное положительное влияние внесения мелиорантов на водно-воздушный режим почв, а также на закрепление питательных элементов в пахотном слое почвы и снижение их вымывания в нижележащие горизонты.

Ключевые слова: осушенные земли, гидроморфные почвы, экологическое состояние, индексация, местные мелиоранты и удобрения, агроэкологический эффект, экономическая эффективность.

ANNOTATION

L. F.Bondarchuk . The оptimization of agroecological state of the drained soils by the use of the local ameliorants and fertilizers ( Volyn Region is taken as an example ). - Manuscript.

Thesis of a Candidates of agricultural science, academic degree by speciality 06. 01. 02 - agricultural melioration. - Institute of Hydraulic Engineering and Land Reclamation, UAAS, Kiev. 2006.

The dissertation work is dedicated to the agroecological state appreciation of the Volyn Region hydromorph soils and the working out some measures improvement of the drained soils fertility and the prevention of some degradation process by the use of some local ameliorants and fertilizers.

On the base of carried out appreciation of the drained soils some technologies of the fertility increase and the drained lands agroecological state improvement with the help of the local ameliorants and fertilizers were suggested. Some economically advantageous ways of the local fertilizers and meliorants use on the hydromorph soils were found out.

Key words: drained lands, hydromorph soils, ecological state, indicators, appreciations, indexing, local ameliorants and fertilizers, agroecological effect, economic effectiveness.

Размещено на Allbest.ru

...