Вміст гумусу у ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів західного і центрального Полісся

HUMUS CONTENT IN THE SOILS OF WET MIXED BROADLEAVED FOREST CONDITIONS ON THE TERRITORIES OF SANCTUARIES OF WESTERN AND CENTRAL POLISSYA

In the conditions of semi-free maintenance of game animals, soils are considered to be the weak link, as they are one of the first to respond to hunting and economic pressure. This is especially true in the conditions of the Right-bank Polissya, which is characterized by the predominance of light granulometric composition in the soil cover. Under such conditions, the high intensity of mineralization processes and the acidic reaction of the soil solution cause a high intensity of the organic matter regime. Sampling of soil was carried out in wet mixed broadleved forest conditions in the territory of 7 sanctuaries such as Sokil HPF LLC, Sarnenske HF LLC (Western Polissya), UTMR LLC, Rys HFC LLC, Bilotserkivske Forestry SOE, Horodnytskey Forestry SOE, and Korostyshivskey Forestry SOE (Central Polissya). Control samples were taken in plantations with similar forestry valuation features outside the sanctuaries. Sampling was performed in 2019 according to conventional methods from the 0-20 cm layer (NSU ISO 10381). Total humus was determined by Tyurin method (NSU 4289: 2004), pHSol. - potentiometric (GOST 26483-85). Soils of wet mixed broadleved forest conditions on the territory of the sanctuaries of hunting farms of Western and Central Polissya are characterized by low humus content - 1.90±0,44 % (n = 16) and a significant level of feature variation (coefficient of variation V = 47.7 %). Semi-free maintenance of game animals provided a positive tendency for the accumulation of humus during long-term operation of sanctuaries. Thus, in the soil samples taken in the sanctuaries of Sarnenske HF LLC, UTMR LLC, and Rys HFC LLC, the humus content was significantly higher compared to the samples taken outside the sanctuaries - the increase ranged from 41.8 to 58.7%, which is connected not only with the flow of manure from wild animals, especially near the feeding grounds, but also the natural process of soil formation by humus-accumulative (turf) type. In the sanctuaries with a low degree of animal impact (Horodnytskey Forestry SOE and Korostyshivskey Forestry SOE), the difference between the samples on the content of humus is not fixed, or it is at the level of tendency improvement. The soils of the surveyed hunting farms are characterized by a strongly acid reaction (pHc<M. = 3.77±0,24). At the same time, the duration and intensity of the sanctuaries maintenance, as well as animal species within the studied objects had no significant effect on this indicator.

Keywords: humus-accumulative process in forest coenoses; reaction of the environment; type of forest site conditions; type of forest; semi-free maintenance.

Вступ. Основним завданням лісового господарства України є збереження, відтворення та раціональне використання лісових ресурсів. Проте, в умовах ускладнення процесів взаємодії диких тварин, навколишнього середовища та діяльності людини, потрібно забезпечити ефективний моніторинг усіх без винятку складових частин біогеоценозу задля унеможливлення процесів їх деградації. В умовах напіввільного утримання мисливських тварин слабкою ланкою є ґрунти, які одними з перших реагують на мисливсько-господарський тиск. Особливо актуально це в умовах Правобережного Полісся, яке характеризується переважанням у ґрунтовому покриві відмін легкого гранулометричного складу. За таких умов висока інтенсивність мінералізаційних процесів і кисла реакція ґрунтового розчину призводять до високої напруженості режиму органічної речовини (Strelchenko & Kravchuk, 2004). Як наслідок, низький вміст органічної частини в таких ґрунтах зумовлює їх невисоку екологічну стійкість, обмежує здатність до саморегуляції, а також виконання ними продукційних і екологічних функцій.

Кожному типу ґрунту властивий свій критичний (пороговий) рівень вмісту гумусу, при якому значення агрофізичних властивостей ґрунту (щільність, структурний стан, фізико-механічні властивості) наближаються до таких у ґрунтотворних порід. Для дерново- підзолистих ґрунтів критичний рівень гумусу становить менше 1 % (0,6 % Сорг), а для ґрунтів чорноземного типу - менше 2 % (1,2 % Сорг) від маси (Semenov & Kogut, 2015). Одним з основних чинників дегуміфікації є біохімічні втрати органічної речовини внаслідок глеє-під- золоутворення (Strelchenko & Kravchuk, 2004). Вміст органічної речовини нижче від порогового рівня Сорг. у ґрунті лімітує продуктивність культур, активізуються процеси деградації і погіршуються якості ґрунту з характерними змінами властивостей і порушенням біоге- оценотичних функцій. (Semenov & Kogut, 2015; Janzen et al., 2012; Loveland & Webb, 2003). Такі умови ускладнюють формування оптимального агрофізичного стану кореневмісного шару. Тому особливе значення у лісових ценозах належить саме підстилці. Вона сприяє оп- тимізації ґрунтових режимів, виконує ґрунтозахисну роль і є джерелом поживних речовин та гумусу. Проте у вольєрах обмеженість площі та висока щільність популяцій чинять значний тиск на поверхню ґрунту та стан лісової підстилки. Основними наслідками деградації є переущільнення, забруднення біогенними елементами, зміна біологічної активності й екологічних функцій (Іигкоуа, Іигкоу & Бшадіп, 2008; Ка2ееу еґ аі., 2018; 2ИадоЬіп еґ аі., 2019). Тому потреба оцінити гумусний стан в умовах напіввільного утримання мисливських тварин є актуальним завданням.

Об'єкт дослідження - процес накопичення гумусу у ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів Західного і Центрального Полісся.

Предмет дослідження - закономірності впливу на- піввільного утримання мисливських тварин на гумусний стан і реакцію ґрунтового розчину.

Мета роботи - встановити закономірності впливу напіввільного утримання мисливських тварин на вміст гумусу у ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів Західного і Центрального Полісся.

Завдання дослідження: визначити вміст гумусу та реакцію ґрунтового розчину у ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів різної тривалості експлуатації та виявити чинники впливу на досліджувані показники.

Матеріали та методи дослідження. Відбір зразків ґрунту проводили на підгодівельних майданчиках (ділянках найінтенсивнішого впливу мисливської фауни на ґрунти) у вологих сугрудах на території 7 вольєрів різної тривалості експлуатації, а саме: ТОВ "МСК "Сокіл", ТОВ МГ "Сарненське" (Західне Полісся), ТОВ "УТМР", ТОВ "МРК "Рись", ДП "Білокоровицьке ЛГ", ДП " Городницьке ЛГ", ДП " Коростишівське ЛГ", (Центральне Полісся) (табл. 1).

У вольєрах утримують кабана дикого (Sus scrofa Linnaeus, 1758), оленів благородного (Cervus elaphus Linnaeus, 1758) та плямистого (Cervus nippon Tem- minck, 1838), лань (Dama dama Linnaeus, 1758), козулю європейську (Capreolus capreolus Linnaeus, 1758), муфлона європейського (Ovis ammon Linnaeus, 1758). Контрольні зразки відбирали у насадженнях з аналогічними лісівничо-таксаційними показниками поза межами вольєрів. Докладну характеристику місць взяття проб подано у табл. 2.

Табл. 1. Характеристика вольєрів

Примітка: * Сз - сосна звичайна, Дз - дуб звичайний, Ялє - ялина європейська, Влч - вільха чорна, Гз - граб звичайний, Ос - осика, Бп - береза повисла. ** для пробних площ 3-4, 7-8, 9-10 лісівничо-таксаційні показники однакові, оскільки таксаційні виділи були розділені під час будівництва вольєрів.

Аналіз гумусного стану ґрунтів здійснено на підставі результатів лабораторних досліджень, виконаних у вимірювальній лабораторії ННЦ екології та охорони навколишнього середовища Житомирського національного агроекологічного університету. Відбір зразків виконували у 2019 р. за загальноприйнятими методиками з шару 0-20 см (DSTU ISO 10381-2:2004, 2006). Загальний гумус визначали за методикою Тюріна (DSTU 4289:2004, 2005), рНсож - потенціометрично (GOST 26483-85, 1985). Статистичне опрацювання даних виконано за Б. А. Доспєховим (Dospekhov, 1985) з використанням пакету програм "Statistica 10”.

Результати дослідження та їх обговорення. Вологі сугруди домінують у вольєрах Центрального Полісся (33,1 % або 158,1 га) та представлені трьома типами лісу Сз-гдС (100,1 га), Сз-гД (55,9 га) та Сз-дГ (2,1 га) (Kratiuk, 2019а). Великі площі вологих сугрудів і у межах вольєрів Західного Полісся. Тут вони представлені чотирма типами лісу (С3-гдС (159,4 га), С3-гД (36,4 га), С3-ягС (5,8 га), С3-гсД (1,0 га)) та загалом займають площу 202,6 га (17,9 %) (Kratiuk, 2019b).

Встановлено, що в обстежених вольєрах мисливських господарств вміст гумусу низький - 1,90% ±0,44 (п = 16) і характеризується значним рівнем варіювання ознаки (коефіцієнт варіації V = 47,7 %). Такий рівень варіювання потребував додаткового обґрунтування, оскільки для аналізу відбирали лише об'єкти, які належать до вологих сугрудів. Окрім цього, передумовою наших досліджень було ймовірне погіршення гумусного стану ґрунту у вольєрах внаслідок витоптування і часткового знищення лісової підстилки, як захисного шару і джерела для утворення гумусу. Проте вміст гумусу у зразках ґрунту, які відбирали у вольєрах ТОВ "МРК "Рись", ТОВ МГ "Сарненське", ТОВ "УТМР", був істотно більшим (відповідно на 41,8 %, 50,2 % та 58,7 %), порівняно зі зразками, що були відібрані за межами вольєрів (їф = 3,18; t05 = 2,78) (рис. 1). Натомість у вольєрі ТОВ "МСК "Сокіл" різниця становила 11,8 %, ДП "Білокоро- вицьке ЛГ" - 10,5 %, у вольєрі ДП "Городницьке ЛГ" спостерігається лише тенденція до покращення показника, а у ДП "Коростишівське ЛГ" різниця між зразками за вмістом гумусу не зафіксована.

Рис. 1. Вміст гумусу в ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів Західного і Центрального Полісся, %

Така неоднозначність у накопиченні гумусу в ґрунті, на нашу думку, зумовлена кількома чинниками: площею вольєра, чисельністю та видовим складом мисливських тварин, тривалістю експлуатації. Взявши до уваги ці показники, ми виділили три групи вольєрів за ступенем впливу на ґрунти напіввільного утримання мисливських тварин. До першої групи зі слабким впливом віднесли вольєри ДП "Городницьке ЛГ" та ДП "Коростишівське ЛГ", до другої групи (середній вплив) -

ТОВ "МСК "Сокіл" та ДП "Білокоровицьке ЛГ" і до третьої групи (сильний вплив) - ТОВ "МРК "Рись", ТОВ МГ "Сарненське", ТОВ "УТМР". Загалом між показниками вмісту гумусу першої і другої груп немає достовірної різниці (їф = 0,52; t05 = 3,18), оскільки, на нашу думку, незважаючи на різний ступінь впливу мисливської фауни, їх термін експлуатації незначний і становить 4-7 років.

Також важливо було порівняти запаси гумусу у ґрунтах вольєрів різного терміну закладання. Хоча таке порівняння є дещо умовним, оскільки потребує ретельного підбору ґрунтових зразків, які повинні відбиратись у схожих умовах за лісівничо-таксаційними та іншими характеристиками, проте воно може вказати на загальну тенденцію до зміни показника у конкретних лісівничо-таксаційних умовах упродовж тривалого часу. Термін експлуатації вольєрів ТОВ "УТМР", ТОВ МГ "Сарненське", ТОВ "МРК "Рись" становить відповідно 33, 39 та 42 роки, а вміст гумусу - 3,11-3,97 %, що значно перевищує показники в інших вольєрах (їф = 10,37; ї05 = 2,45). Аналізуючи результати агрохімічних показників, встановлено чітку лінійну залежність між тривалістю функціонування вольєра і вмістом гумусу в шарі 0-20 см, яка описується таким лінійним рівнянням (рис. 2):

Humus = 0,90732 + 0,06761 EDS; (r = 0,99; R2 = 0,98), де: Humus - вміст гумусу, %; EDS - тривалість функціонування вольєра, років.

Така тенденція до накопичення загального гумусу за тривалої експлуатації вольєрів у мисливських господарствах, на наш погляд, пов'язана не тільки з надходженням гною від диких тварин, особливо біля підгодівель- них майданчиків, але й природним процесом ґрунтоутворення за гумусово-акумулятивним (дерновим) типом хоча й у послабленому вигляді. Аналіз вказує на чітку тенденцію до накопичення гумусу в ґрунтах вологих сугрудів, навіть поза вольєрами (див. рис. 1).

Рис. 2. Лінійна залежність вмісту гумусу в ґрунтах вологих сугрудів на території вольєрів від тривалості їх експлуатації

Процес гумусонакопичення у лісових ценозах за таких умов супроводжується посиленням диференціації гумусового горизонту (УМусИешки еї аі., 2013; ТукИо- пепко, Novosad & Иаууа, 2013). Дерновий процес ґрунтоутворення максимально проявляється під трав'янистими ценозами і слабше - під листяними деревними породами. Він характеризується накопиченням гумусу та біофільних елементів. На покращення показників ґрунту під листяними насадженнями вказують і Д. Г. Тихо- ненко та ін. (ТукИопепко еї аі., 2013). Вони зазначають, що заліснення орних чорноземів (40-65 років) призводить до поліпшення всіх показників ґрунтової родючості (вмісту поживних речовин, гумусу, обмінного кальцію), відповідної зміни біологічної активності та опти- мізації структурно-агрегатного стану ґрунтової маси, що майже однотипно з дією трав'яних ценозів (Tykho- nenko et al., 2013).

На режим органічної речовини значний вплив має реакція ґрунтового розчину (Litvinovich & Pavlova, 2010; Heiskanen et al., 2018). Вона визначає характер біогенної трансформації органічної речовини у лісових ценозах (Zhang et al., 2014). Оскільки зональні ґрунти Полісся характеризуються кислою реакцією і не насичені основами (Halych & Strelchenko, 2004), у хвойних лісових насадженнях кислотність зростає, інтенсивність бактеріального розкладу лісового опаду пригнічується грибною мікрофлорою і вміст гумусу тяжіє до порого- вих значень. З іншого боку, у листяних насадженнях кислотність закономірно знижується, а вміст гумусу зростає (Iurenia et al., 2010). З огляду на це, важливим було проаналізувати й основні фізико-хімічні властивості ґрунту вольєрів мисливських господарств, зокрема рівень обмінної кислотності.

Встановлено, що в обстежених мисливських господарствах у ґрунтах вологих сугрудів показник рНсо„. становить 3,77±0,24 (дуже сильнокислі) і характеризується середнім рівнем варіювання ознаки (коефіцієнт варіації V = 12,8 %). При цьому, тривалість та інтенсивність експлуатації вольєрів, а також вид тварин у межах досліджуваних об'єктів не мали істотного впливу на зазначений показник, хоча й спостерігається незначна тенденція до підкислення ґрунту з часом. Це корелює з висновками Д. Г. Тихоненко та ін. (Tykhonenko et al., 2013), отриманими на чорноземах, які зазнали заліснення.

Висновки

Отже, ґрунти вологих сугрудів на території вольєрів мисливських господарств Західного і Центрального Полісся характеризуються низьким вмістом гумусу - 1,9% і значним рівнем варіювання ознаки (коефіцієнт варіації V = 47,7 %).

Вольєрне утримання тварин на території мисливських господарств Західного і Центрального Полісся забезпечило позитивну тенденцію до накопичення гумусу за тривалої експлуатації вольєрів. Так, у зразках ґрунту, які відбирали у вольєрах ТОВ МГ "Сарненське", ТОВ "УТМР", ТОВ "МРК "Рись", вміст гумусу був істотно вищим, порівняно зі зразками, що були відібрані за межами вольєрів - приріст становив 41,8-58,7 %, що пов'язано не тільки з надходженням гною від диких тварин, особливо біля підгодівельних майданчиків, але й природним процесом ґрунтоутворення за гумусово-акумулятивним (дерновим) типом. У вольєрах зі слабким ступенем впливу тварин (ДП "Городницьке ЛГ" та ДП "Коростишівське ЛГ") різниця між зразками за вмістом гумусу не зафіксована, або на рівні тенденційного покращення показника.

Ґрунти обстежених вольєрів характеризуються сильнокислою реакцією (рНсол. = 3,8±0,24). При цьому, тривалість та інтенсивність експлуатації вольєрів, а також вид тварин у межах досліджуваних об'єктів не мали істотного впливу на зазначений показник.

Перспективи подальших досліджень полягають в аналізі змін агрофізичних показників, що відбуваються із ґрунтом за інтенсивного вольєрного утримання тварин у мисливських господарствах, а також в уточненні динаміки лабільних форм органічної частини ґрунту, зокрема детриту.