Размещено на http://www.allbest.ru

Львівський національний університет імені Івана Франка

Пшевлоцький Микола Іванович

Індекс УДК 631.48 (477.83)

Агротехногенна трансформація ґрунтів Сокальського пасма

11.00.05 - біогеографія і географія ґрунтів

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата географічних наук

Львів - 2001

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Проблема вивчення змін властивостей ґрунтів при їх освоєнні і сільськогосподарському використанні, діагностика їх культурного стану і розробка найбільш ефективних методів окультурення відносяться до числа найважливіших задач сучасного ґрунтознавства і суміжних сільськогосподарських наук. Незважаючи на численні наукові публікації, проблема агрогенної еволюції ґрунтів ще повністю не вивчена.

Широкомасштабне застосування сільськогосподарської техніки і ґрунтооброблювальних агрегатів у останні десятиліття призвело до інтенсифікації антропогенного впливу на ґрунтовий покрив. В зв'язку з цим особливої актуальності набуває дослідження антропогенних впливів на ґрунт і пов'язаного з ними розвитку деградаційних процесів. Проблема ця не нова, але вплив антропогенних факторів вивчався переважно з агротехнічних позицій. Еволюційно-генетичним аспектам даної проблеми приділялась неналежна увага. До цього часу не розроблені принципи систематики й класифікації освоєних і окультурених ґрунтів. Це зумовлено як складністю самої проблеми, так і труднощами методичного характеру. Тому дослідження в даному напрямку не втрачає своєї актуальності.

Дослідження змін властивостей ґрунтів при агротехногенній трансформації є актуальним з точки зору встановлення агротехногенних трендів, тобто набуття ґрунтами одного типу властивостей і ознак іншого. Встановлення можливості агротехногенних трендів дозволить глибше зрозуміти генезу ґрунтів, особливості структури ґрунтового покриву Західного Лісостепу, властивості ґрунтів, а отже, розробити ряд оптимальних заходів їх раціонального використання.

Актуальність досліджень полягає в тому, що технократично-затратний принцип сільськогосподарського виробництва зумовив екологічно необмежене, нераціональне і невиважене використання земельних ресурсів, що зумовило інтенсифікацію деградаційних процесів, втрату продуктивних і екологовідтворюючих функцій ґрунтів досліджуваної території і відповідно значну втрату їх родючості. Лише базуючись на детальному вивченні сучасного стану ґрунтового покриву окремих реґіонів, вивченні трансформаційних процесів різної інтенсивності і спрямування, які відбуваються при екстенсивному веденні землеробства, можна розробити сучасні адаптивні природоощадливі і екологобезпечні системи і методи господарювання на землі, що так потрібно зараз при реформуванні земельних відносин. агротехногенний ґрунт водний ерозія

Об'єкт і предмет досліджень. Об'єкт досліджень - модальні сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти, сформовані на лесоподібних суглинках у межах Сокальського пасма. Предмет досліджень - морфологічні особливості, фізичні й фізико-хімічні властивості ґрунтів та їх зміни під впливом окультурення, деградаційні процеси в ґрунтах.

Зв'язок роботи з науковими програмами. Дослідження пов'язані з державною науково-технічною програмою “Родючість ґрунтів”, підпрограмою “Технології оптимізації сучасного ґрунтоутворювального процесу”, кафедральною тематикою “Проблеми генези, географії і класифікації ґрунтів Західного реґіону України”, “Ґрунтово-екологічна оцінка та моніторинг земельних ресурсів Львівської області”, “Ерозійна деградація ґрунтів Сокальщини та розробка рекомендацій по поліпшенню екологічної ситуації на еродованих землях з метою відтворення їх потенціальної родючості”.

Мета і завдання дослідження. Основна мета досліджень - вивчити закономірності розвитку процесів ґрунтоутворення в сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтах під впливом окультурення, визначити динаміку процесів і властивостей ґрунтів під впливом агрогенези.

Завдання дослідження - вивчити вплив окультурення на морфологічні особливості ґрунтів, виявити зміни фізичних і фізико-хімічних властивостей ґрунтів під впливом тривалого сільськогосподарського освоєння, вивчити деградаційні процеси в ґрунтах, визначити шляхи оптимізації використання ґрунтів і регулювання деяких негативних процесів.

Наукова новизна одержаних результатів:

- встановлено, що внаслідок агротехногенної трансформації найбільші зміни відбулися в гумусових горизонтах ґрунтів, зокрема, збільшилась їх потужність при збереженні генетичних ознак, намітились передумови тренду в сторону темно-сірих і чорноземів опідзолених;

- встановлено, що сільськогосподарське освоєння призвело до погіршення фізичних властивостей ґрунтів;

- встановлено, що внаслідок агротехногенної трансформації покращився гумусний стан ґрунтів;

- проведено дослідження ерозійної деградації ґрунтів, складено карти деградованості ґрунтів;

- рекомендовано ступінь еродованості ґрунтів визначати за нижньою межею ілювіального горизонту;

- вперше для досліджуваної території встановлені стійкі негативні процеси антропогенного чи природного характеру, які зумовили погіршення продуктивних та екологовідтворюючих функцій ґрунтового покриву.

Практичне значення одержаних результатів поляґає у їх використанні:

-для розробки невідкладних заходів послаблення розвитку ерозійної деградації: консервації земель, запровадженні контурно-меліоратив-ної системи землеробства;

- для складання довгострокових прогнозів еволюції ґрунтового покриву внаслідок інтенсивного сільськогосподарського використання;

- для покращення екологічної ситуації на еродованих землях з метою відтворення їх потенціальної родючості шляхом впровадження розроблених рекомендацій ВАТ “Сокальагросервіс”;

- для ведення моніторингу земельних ресурсів Сокальського пасма.

Особистий внесок здобувача:

- вивчення та аналіз змін і напрямку ґрунтоутворюючого процесу під впливом сільськогосподарського використання ґрунтів;

- вивчення змін морфологічних особливостей, фізичних і фізико-хімічних властивостей;

- оцінка і картування ерозійної деградації в ґрунтах.

В дисертації використано і узагальнено матеріали досліджень 1998-2000 років, виконаних науково-дослідною лабораторією ґрунтово-географічних досліджень (НДЛ-50) Львівського національного університету імені Івана Франка за участю автора.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідались і обговорювались на міжнародній науковій конференції, присвяченій 140-й річниці від дня народження академіка П.А.Тутковського “Українське Полісся: вчора, сьогодні, завтра” (Луцьк, 1998), Міжнародній науковій конференції “Генеза, географія та екологія ґрунтів” (Львів, 1999), науково-методичній конференції “Проблеми раціонального використання, охорони і відтворення природно-ресурсного потенціалу України (Чернівці, 2000), міжнародній науково-практичній конференції “Геоморфологічні дослідження в Україні: минуле, сучасне, майбутнє” (Львів, 2000) та щорічних наукових конференціях професорсько-викладацького складу Львівського національного університету імені Івана Франка.

Публікації. За темою дисертації автором та з його участю опубліковано 7 статей, які повністю відображають зміст дисертації.

Обсяг і структура роботи. Дисертаційна робота викладена на 131 сторінках машинописного тексту і складається з вступу, восьми розділів та висновків. В роботі наведено 12 рисунків, 31 таблиць і 1 додаток. Список викоритсаних джерел складається з 167 найменувань. Загальний обсяг роботи 217 сторінок.

Основний зміст роботи

Умови ґрунтоутворення

Сокальське пасмо розташоване в південно-західній частині Волинської височини в межах Львівської області. За фізико-географічним районуванням України Сокальське пасмо знаходиться в межах південно-західної частини Східно-Європейської рівнини, Західно-Української провінції зони лісостепу, в області Волинської височини (Маринич, Попов, Ланько, 1968; Маринич, Шищенко, Ланько та ін., 1978, 1982). Долиною ріки Західний Буг Сокальське пасмо поділяється на Тартаківський (правобережна) і Забузький (лівобережна частини) підрайони.

Територія Сокальського пасма складена товщею палеозойських і мезозойських порід, які перекриваються плащем четвертинних відкладів потужністю 5-25 м і представлені комплексом континентальних утворень алювіального, льодовикового, водно-льодовикового, делювіального типів.

Сокальське пасмо - хвиляста, слабовипукла височина, яка долинами річок Спасівка, Драганка, Себечівка розчленовується на ряд пасм субширотного простягання. Межиріччя річок слабовипуклі, хвилясті, сильнорозчленовані балками, улоговинами, долинами потоків на пасма та плакори нижчого порядку.

Сокальське пасмо належить до достатньо вологої, помірно-теплої агрокліматичної зони. Середня багаторічна температура повітря становить 7.4єС. Сума додатніх середньо-добових температур (вище 0єС) становить 2935єС. За вегетаційний період (температура вища +10єС) сума активних температур становить 2350-2435єС. Середня річна кількість опадів складає 579 мм. Гідротермічний коефіцієнт становить 1.6, коефіцієнт зволоження - 2.4-2.8.

Природна рослинність займає близько 19% площі, з них ліси - 9%, луки - 3%, болота - 1.5%, інші - 5.5%. Серед лісів найбільше поширені дубово-грабові маренкові (Querceto-Carpinetum asperulosum) та грабові маренкові (Carpinetum asperulosum). Розораність території становить понад 70%. Луки Сокальського пасма виключно заплавні.

За агроґрунтовим районуванням України Сокальське пасмо входить до зони Лісостепу, Західної агроґрунтової провінції підвищених рівнин з високою вологістю, Луцько-Рівненського агроґрунтового району. Ґрунтовий покрив представлений сірими й темно-сірими опідзоленими ґрунтами, чорноземами опідзоленими і чорноземами неглибокими малогумусними, лучними, лучно-болотними і болотними ґрунтами.

Методика досліджень

При вивченні агрогенної еволюції ґрунтів Сокальського пасма застосовувались порівняльно-профільний та порівняльно-аналітичний методи.

В 1998-2000 роках у межах Сокальського пасма були вибрані репрезентативні ділянки і закладена група ґрунтових виробіток, де вивчались морфологічні особливості, фізичні й фізико-хімічні властивості сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів. У Забузькому природному підрайоні закладена ділянка “Савчин”, у Тартаківському - “Перв'ятичі”, “Княже”, “Лучиці”.

Розрізи на репрезентативних ділянках закладались у межах ґрунтових відмін на характерних для них однотипових геоморфологічних елементах і однотипового мікрорельєфу. Розрізи закладались у лісі і на сільськогосподарських угіддях у післявегетаційний період з врахуванням ротації сівозмін. Відбір зразків ґрунту для аналітичних досліджень проводився в 3-5-кратній повторності. Аналітичні дослідження ґрунтів виконано за загальноприйнятими методиками. Отримані результати польових і лабораторних досліджень статистично оброблялись з використанням модуля варіаційної статистики.

Проблеми вивчення агрогенної еволюції ґрунтів

Пошук шляхів і методів еволюції антропогенно-трансформованих ґрунтів, критеріїв їх діагностики бере початок з кінця ХІХ - початку ХХ століття і пов'язаний з іменами В.В. Докучаєва, С.І. Коржинського, В.І. Талієва, Г.Н. Висоцького, Г.І. Танфільєва, Н.А. Богословського, О.І. Набоких, П.С. Коссовича, К.Д. Глінки, Р.С. Ільїна, І.В. Тюріна.

На сьогодні в науковій літературі немає єдиної думки щодо розвитку ґрунтового процесу при залученні ґрунтів у сільськогосподарське виробництво: одні дослідники вважають, що в орних ґрунтах відбувається природний зональний процес ґрунтоутворення, який принципово не відрізняється від ґрунтових процесів під природною рослинністю, інші, навпаки, вказують на глибокі, корінні зміни в природному процесі ґрунтоутворення. Тому очевидно і небезпідставно вислювлюється думка про те, що “серед основної маси ґрунтознавців ... до останнього часу ще не було осмислено глибини й масштабності антропогенного перетворення ґрунтів і ґрунтового покриву “ (Тонконогов, Шурікова, 1993).

За останні декілька десятиліть агрогенній еволюції ґрунтів різних типів присвячені праці І.Ф. Гаркуші, Н.Л. Благовідова, Ф.І. Левіна, В.А. Ковди, А.А. Короткова, Б.Н. Нікітіна, П.Г. Адеріхіна, О.М. Грінченка, Г.Я. Чесняка, Б.П. Ахтирцева, А.С. Щетініної, В.Д. Мухи, Ф.І. Козловського, В.О. Таргульяна, В.К. Перстрякова, Ю.Г. Чендєва, Л.С. Шугалея, С.П. Позняка, В.Д. Тонконогова, М.А. Винокурова, А.В. Колоскової та ін.

Згідно сучасних уявлень, культурна еволюція або культурний ґрунтоутворюючий процес може спричинити як покращення, так і погіршення агрономічних властивостей ґрунтів, підвищення і зниження ґрунтової родючості (В.Д. Муха, 1988; В.Д. Муха та ін., 1995; Ахтирцев, Щетініна, 1969; Пестряков, 1977; Левін, 1972; Чендєв, 1997). Це свідчить не про наявність різних ґрунтоутворюючих процесів, а навпаки, про розвиток в орних ґрунтах єдиного природно-антропогенного (культурного) процесу ґрунтоутворення (В.Д,Муха, 1988; В.Д.Муха та ін., 1995).

Дослідженнями встановлено, що основними причинами змін особливостей і властивостей ґрунтів Сокальського пасма є інтенсивне сільськогосподарське використання. Звідси можна зробити висновок, що елементарні ґрунтові процеси, характерні для цілинних ґрунтів є трансформованими або не мають прояву. Дослідженнями встановлено тенденцію до тренду одних типів ґрунтів у інші, отже, формування ґрунтів Сокальського пасма обумовлено як природно-географічними умовами, так і процесами агрогенези. В ґрунтах Сокальського пасма переважає антропогенно-культурний процес, який визначає спрямованість та інтенсивність елементарних ґрунтових процесів, властивості ґрунтів і характер їх використання.

Морфологічні особливості ґрунтів

Вивчення змін морфогенетичних особливостей в ґрунтах під впливом агрогенези проводилось шляхом порівняння й аналізу морфологічної будови ґрунтових профілів цілинних (під лісом) і освоєних (під ріллею) ґрунтів (табл. 1).

Таблиця 1

Морфологічні ознаки сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів Сокальського пасма

Показники	Сірі опідзолені ґрунти	Темно-сірі опідзолені ґрунти
	ліс	Рілля	Рілля
	не-змиті	не-змиті	слабо-змиті	серед-ньоз-миті	силь-ноз-миті	не-змиті	слабо-змиті	серед-ньоз-миті	силь-ноз-миті
Потужність горизонтів НЕ, Не, см	26.9	31.7	30.2	30.7	30.4	33.9	30.3	32.3	29.8
Глибина нижньої межі горизонту Іе, см	67.2	73.2	62.3	50.1	44.3	80.3	67.0	50.5	43.1
Колір орного шару за шкалою Манселла	10YR 4/1	10YR 5/1	10YR 5/2	10YR 4/3	10YR 5/4-5/8	10YR 2/3	10YR 3/2	10YR 4/3	10YR 6/4
Глибина залягання карбонатів, см	108.7	95.8	101.3	74.5	41.2	93.2	71.6	55.2	41.0

В сірих опідзолених освоєних незмитих ґрунтах, порівняно з цілинними аналогами, спостерігається збільшення потужності гумусово-елювіального горизонту НЕ і тенденція до розтягування генетичного профілю. В окультурених ґрунтах спостерігається підняття межі залягання карбонатів і появи їх видимих форм, що викликано періодичним підняттям жорстких ґрунтових вод і послабленням промивного водного режиму (табл. 1).

Сільськогосподарське освоєння сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів викликало зміну таких ознак, як колір, структура, щільність. Орні горизонти НЕ характеризуються буризною, яка збільшується в міру зростання еродованості, що зумовлено приорюванням нижче залягаючих горизонтів. Структура в орному горизонті освоєних ґрунтів грудкувато-брилувата, тоді як у цілинних ґрунтах - грудкувата або грудкувато-зерниста. Освоєні ґрунти в гумусовому горизонті більш ущільнені (табл.2). Отже, в незмитих сірих опідзолених ґрунтах під ріллею найбільших трансформацій зазнав гумусово-елювіальний горизонт, тоді як морфологічні ознаки інших генетичних горизонтів не змінились.

Більш кардинальних змін зазнала морфологія профілю сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів внаслідок прояву ерозійних процесів. Зважаючи на те, що потужність орного горизонту в нееродованих і еродованих ґрунтах незначно відрізняється, за показник ступеня еродованості прийнято потужність ілювіального горизонту Іе, тобто глибину межі переходу між горизонтами Іе та Ір. Із зростанням ступеня еродованості межа горизонтів Іе та Ір підвищується з 67.2 см у сірих і 80.3 см у темно-сірих опідзолених незмитих ґрунтів до 43.1-44.3 см у сильноеродованих (табл. 1).

Ерозія призвела до зміни забарвлення орного горизонту сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів в сторону зменшення інтенсивності сірого кольору і збільшення бурого. Індексація кольорів нееродованих і еродованих ґрунтів за шкалою Манселла наведена в таблиці 1.

В освоєних сірих і темно-сірих ґрунтах змінився характер переходу між гумусовим горизонтом і залягаючими нижче горизонтами. Замість характерних поступового чи ясного переходу в цілинних відмінах має місце різкий перехід по глибині оранки.

Фізичні властивості ґрунтів і їх зміни в процесі агротехногенної еволюції

Агротехногенна еволюція ґрунтів у значній мірі зумовлена зміною їх фізичних властивостей і режимів, які є важливою умовою встановлення спрямованості та наслідків довготривалого окультурення ґрунтів. Гранулометричний склад є однією з найбільш консервативних властивостей ґрунту і потрібен тривалий час окультурення, щоб вагомо змінити вміст чи співвідношення гранулометричних фракцій у ґрунтовому профілі незмитих ґрунтів. Зі зростанням ступеня еродованості ґрунтів спостерігається тенденція до поважчання гранулометричного складу (табл.2).

Більш відчутно реагує на антропогенний вплив, тобто є менш стійким, мікроагрегатний склад ґрунтів. За результатами досліджень, мікроструктура сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів Сокальського пасма є досить міцною, у зв'язку з чим величина фактора дисперсності Качинського рідко перевищує 10%. Це зумовлено тим, що мул в гумусових горизонтах незмитих ґрунтів збагачений гумусом і кальцієм, а в еродованих ґрунтах переважно кальцієм, здатний до агрегації елементарних ґрунтових частинок.

Таким чином, результати досліджень свідчать, що навіть при тривалому розорюванні сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів потенціальні можливості відтворення мікроструктури зберігаються.

Зміна структурно-агрегатного складу сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів під впливом освоєння проявилась у зменшенні вмісту агрономічно-цінних мезоагрегатів (0.25-10 мм) і збільшенні брилуватих агрегатів (>10 мм). Вміст агрономічно-цінних агрегатів в цілинних сірих опідзолених ґрунтах становить 44.80%, в освоєних - 38.58%. Зі зростанням ступеня еродованості ґрунтів вміст агрономічно-цінних агрегатів зменшується (табл. 2). В орному горизонті темно-сірих опідзолених незмитих ґрунтів вміст агрономічно-цінних агрегатів дещо менший, що зумовлено інтенсивнішим використанням у польових сівозмінах і вищою антропогенною навантаженістю на структуру.

Отже, тривалий обробіток ґрунтів сприяє морфологічній деградації структурних агрегатів, погіршуючи їх якісний стан, зменшує величину шпарового простору, що зумовлює погіршення агрофізичних властивостей ґрунтів і зменшення їх родючості.

Щільність будови в орному горизонті освоєних сірих опідзолених ґрунтів порівняно з цілинними аналогами зросла з 1.19 г/см³ до 1.44 г/см³. В еродованих відмінах сірих опідзолених ґрунтів величина щільності будови суттєво не відрізняється від величини в орному шарі нееродованих освоєних ґрунтів. Це зумовлено як дією важкої сільськогосподарської техніки, так і залученням в оранку щільних ілювіальних горизонтів. Щільність будови в орному шарі темно-сірих опідзолених ґрунтів становить 1.38 г/см³; в еродованих відмінах має тенденцію до незначного зростання (табл. 2).

Загальна шпаруватість в освоєних ґрунтах зменшилась, що пов'язано зі збільшенням величини щільності будови внаслідок ущільнення ґрунтів.

Таблиця 2

Фізичні та фізико-хімічні властивості сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів Сокальського пасма

Показники (горизонти НЕ, Не; в еродованих ґрунтах - орний шар)	Сірі опідзолені ґрунти	Темно-сірі опідзолені ґрунти
	ліс	рілля	рілля
	незмиті	незмиті	слабо-змиті	середньо-змиті	сильно-змиті	незмиті	слабо-змиті	середньо-змиті	сильно-змиті
Сума фракцій фізичної глини, %	24.4	24.6	26.3	26.0	27.8	26.9	25.9	28.0	27.5
Вміст мулу, %	10.4	11.4	11.4	11.6	13.9	11.2	13.2	13.0	13.2
Вміст повітряно-сухих агрегатів 0.25-10 мм, %	44.80	38.58	37.45	34.89	36.21	31.08	38.42	40.73	38.79
Вміст водостійких агрегатів 0.25-10 мм, %	62.84	40.97	38.06	39.25	34.02	54.43	39.56	38.11	40.65
Щільність будови, г/см3	1.19	1.44	1.46	1.45	1.42	1.38		1.43	1.46
Загальна шпаруватість, %	55.1	45.5	44.9	45.9	46.8	47.5		46.0	45.3
Водопроникливість, мм/год.	92.0	17.0	16.8	22.5	33.7	17.0	21.7	42.0	36.0
Гумус, %	1.8	1.9	1.6	1.3	1.0	2.4	1.8	1.5	1.2
Запаси гумусу, т/га: 0-30 см 0-50 см 0-100 см	64.1 84.6 110.8	82.7 110.9 138.0	67.7 87.4 107.2	58.4 69.6 74.8	43.2 57.5 61.6	99.4 132.0 172.8	76.1 98.4 125.1	64.4 83.5 95.9	52.9 74.3 79.9
Сгк:Сфк	0.74	0.94	0.87	0.97	0.85	1.28	1.19	0.63	0.72
С : N	9.4	10.6	10.0	12.1	12.9	9.5	9.8	11.6	12.5
Са2+ мекв/100 г ґрунту	9.2	15.4	15.3	13.4	15.9	14.9	17.7	15.4	16.8
Мg2+ мекв/100 г ґрунту	9.0	6.0	6.7	7.0	5.9	10.1	7.9	7.8	7.0
рН сольове	4.4	5.9	6.4	6.1	6.3	6.3	5.9	6.3	7.1
рН водне	5.9	6.9	7.3	6.9	7.5	7.1	7.0	6.9	7.6

Для орних і підорних горизонтів сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів характерна невисока водопроникливість. Незадовільна фільтрація, величина якої за Качинським (1970) становить менше 30 мм/год, спостерігається в орних горизонтах сірих опідзолених незмитих, слабо- та середньозмитих, темно-сірих опідзолених незмитих і слабозмитих опідзолених ґрунтів - 16.8-22.5 мм/год (табл. 2).

Антропогенна обумовленість різкого зниження водопроникливості ґрунтів Сокальського пасма пов'язана з руйнуванням структурних агрегатів і розпиленням ґрунту, зменшенням його шпаруватості при тривалому антропогенному використанні, є одним з головних чинників інтенсифікації площинного змиву.

Фізико-хімічні властивості ґрунтів і їх зміни в процесі агротехногенної еволюції

Сільськогосподарське використання викликало зміну фізико-хімічних властивостей сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів.

Гумусний стан ґрунтів. Вміст гумусу в гумусово-елювіальному горизонті НЕ цілинних сірих опідзолених ґрунтів становить 1.8%. В окультурених відмінах сірих опідзолених ґрунтів намітилась тенденція до зростання вмісту гумусу, середні його значення в орному горизонті становлять 1.9%. В окультурених ґрунтах збільшились запаси гумусу. Вміст гумусу в гумусному слабоелювійованому горизонті Не темно-сірих опідзолених ґрунтів становить 2.4%. Ерозійні процеси призвели до суттєвого зменшення вмісту гумусу в орних горизонтах і його запасів (табл. 2).

Сірі й темно-сірі опідзолені незмиті ґрунти характеризуються середньою збагаченістю гумусу азотом, відношення С до N коливається в межах 9.4-10.6 (табл. 2). В еродованих ґрунтах, відповідно до зростання ступеня еродованості, вміст валового азоту зменшується, співвідношення С:N розширюється.

Цілинні сірі опідзолені ґрунти характеризуються гуматно-фульватним типом гумусу, відношення С_гк:С_фк в горизонті НЕ становить 0.74. Сільськогосподарське освоєння призвело до трансформації групового і фракційного складу гумусу. В складі фульвокислот зменшився вміст мобільних фракцій ФК-1а+ФК-1 і збільшився вміст сполук, зв'язаних з кальцієм ФК-2.

Вміст гумінових кислот в орному шарі збільшився майже на половину. В складі фракцій гумінових кислот порівняно з цілинними ґрунтами зменшився вміст вільних сполук ГК-1 і збільшилась фракція, зв'язана з кальцієм ГК-2. В освоєних ґрунтах спостерігається тенденція до зростання співвідношення С_гк:С_фк, яке становить 0.94 і характеризує тип гумусу як гуматно-фульватний (табл. 2).

У груповому складі гумусу еродованих ґрунтів має місце як збільшення, так і зменшення вмісту гумінових і фульвокислот порівняно з незмитими освоєними ґрунтами. Тип гумусу еродованих сірих опідзолених ґрунтів гуматно-фульватний, співвідношення С_гк:С_фк становить 0.85-0.97 (табл. 2).

В груповому складі гумусу темно-сірих опідзолених незмитих ґрунтів переважають гумінові кислоти - 45.05%. У фракційному складі гумінових кислот більше половини становить фракція ГК-2, зв'язана з кальцієм. Вміст фульвокислот становить 35.14%, в їх фракційному складі переважають фракції ФК-1а+ФК-1 і ФК-3. Відношення С_гк:С_фк в орному горизонті становить 1.28, тип гумусу фульватно-гуматний (табл. 2).

В еродованих темно-сірих опідзолених ґрунтах в груповому складі гумусу має місце зменшення вмісту гумінових кислот і збільшення фульвокислот, що свідчить про погіршення якісного складу гумусу.

Отже, склад гумусу, особливо відношення гумінових кислот до фульвокислот, є надійною класифікаційною ознакою окультуреності ґрунтів.

Склад ввібраних основ. Сільськогосподарське освоєння спричинило зміни місткості катіонного обміну і складу ввібраних катіонів. В незмитих освоєних сірих опідзолених ґрунтах має місце збільшення вмісту катіонів кальцію і зменшення магнію (табл. 2). В освоєних ґрунтах збільшився ступінь насиченості ґрунтового вбирного комплексу основами.

В еродованих сірих опідзолених ґрунтах не спостерігається чітких закономірностей між ступенем еродованості та ємністю катіонного обміну і складом ввібраних основ. Це очевидно зумовлено глибиною залягання карбонатів кальцію і їх сезонною міграцією.

В орному горизонті темно-сірих опідзолених ґрунтів вміст ввібраного кальцію становить 14.9 мекв/100 г ґрунту, магнію - 10.1мекв/100 г ґрунту. В еродованих відмінах темно-сірих опідзолених ґрунтів має місце тенденція до збільшення вмісту катіонів кальцію і зменшення катіонів магнію.

Кислотно-основні властивості. Цілинні сірі опідзолені ґрунти в гумусово-елювіальному горизонті НЕ характеризуються сильнокислою реакцією ґрунтового розчину. Величина рН сольового становить 4.4. Сільськогосподарське освоєння і окультурення ґрунтів призвело до зміни кислотно-основних властивостей, які проявились у збільшенні величини рН. В еродованих відмінах реакція ґрунтового розчину змінюється в сторону зростання лужності. Величина рН сольового в орному горизонті темно-сірих опідзолених ґрунтів становить 6.3, реакція ґрунтового розчину нейтральна (табл. 2). В слабо- і середньо еродованих темно-сірих опідзолених ґрунтах величина рН сольового дещо зменшується, що очевидно обумовлено глибиною залягання карбонатів кальцію і особливостями агрокультури.

Деградаційні процеси в ґрунтах

В процесі досліджень встановлено, що в окультурених ґрунтах мають місце механічні деградації, які проявляються в двох видах: ерозійної і фізичної. Дослідженнями встановлено, що процеси водної ерозії за останні десятиліття значно активізувались, зросли площі еродованих ґрунтів. Ерозійна деградація проявляється у зменшенні потужності генетичного профілю ґрунтів і вмісту гумусу відносно еталону.

Відповідно до нормативних параметрів ерозійної деградації за зменшенням потужності генетичних горизонтів, сірі й темно-сірі опідзолені слабозмиті ґрунти знаходяться в задовільному стані. Сірі опідзолені середньозмиті ґрунти знаходяться в передкризовому стані, а темно-сірі опідзолені середньозмиті - у передкризовому і кризовому стані. Сильнозмиті сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти зазнали кризової і катастрофічної деградації. Розраховані за об'ємом змитого ґрунту і щільністю будови втрати ґрунту для слабо еродованих ґрунтів становлять 1143.8-1355.7 т/га, середньоеродованих - 2592.7-3746.2 т/га, сильноеродованих - 5938.6-6875.0 т/га (табл. 3).

Таблиця 3

Ерозійні втрати ґрунту і гумусу в сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтах

Назва ґрунту	Втрати ґрунту, т/га	Втрати гумусу, т/га
Сірі опідзолені слабозмиті	1143.8	15.6
Сірі опідзолені середньозмиті	2592.7	41.7
Сірі опідзолені сильнозмиті	5938.6	81.1
Темно-сірі опідзолені слабозмиті	1355.7	26.3
Темно-сірі опідзолені середньозмиті	3746.2	66.5
Темно-сірі опідзолені сильнозмиті	6875.0	91.8

За ерозійними втратами гумусу слабоеродовані відміни сірих опідзолених ґрунтів зазнали деградації слабкого й середнього ступеня, темно-сірі опідзолені - слабкого, середнього і високого ступеня. Середньозмиті відміни сірих опідзолених ґрунтів зазнали середньої, високої і надто високої деградації, темно-сірі опідзолені - високої і надто високої деградації. В кризовому стані знаходяться сильноеродовані сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти. Втрати гумусу з 1 га слабоеродованих ґрунтів становлять 15.6-26.3 т, середньоеродованих - 41.7-66.5 т, сильноеродованих - 81.1-91.8 т (табл. 3).

Фізична деградація ґрунтів проявляється в збільшенні величини щільності будови, зменшенні загальної шпаруватості, погіршенні структурно-агрегатного стану.

Згідно з нормативними параметрами деградованості ґрунтів за величиною щільності будови, незмиті сірі опідзолені ґрунти в орному шарі характеризуються слабою, середньою, високою і надто високою (кризовою) деградацією, величина щільності будови коливається в межах 1.27-1.51 г/см³. Темно-сірі опідзолені незмиті ґрунти в орному горизонті зазнали деградації слабого, середнього і високого ступеня, величина щільності будови становить 1.26-1.44 г/см³.

Еродовані сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти, незалежно від ступеня їх змитості, переважно характеризуються середньою, високою і надто високою деградацією за щільністю будови, рідше - слабою деградацією.

Згідно з нормативними параметрами деградації ґрунтів за величиною загальної шпаруватості, незмиті сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти характеризуються слабою, середньою та високою деградацією. Еродовані відміни сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів в орному шарі зазнали слабого, середнього і високого ступеня деградації. Висока щільність будови і низька загальна шпаруватість є однією з причин розвитку площинного змиву.

Діагностичним критерієм оцінки структурно-агрегатного стану ґрунтів є вміст агрономічно-цінних повітряно-сухих агрегатів. Згідно діагностичних рівнів, сірі і темно-сірі опідзолені незмиті ґрунти та їх слабозмиті відміни характеризуються всіма рівнями деградації, тобто від не деградованих до надто високого (кризового) рівня деградації.

Основними причинами, що зумовлюють погіршення структурно-агрегатного стану ґрунтів, є застосування важкої сільськогосподарської техніки, особливо колісної, яка ущільнюючи ґрунт, руйнує його структуру, а також домінування в складі сівозмін просапних культур, недосконалість технологій вирощування сільськогосподарських культур і обробітку ґрунту.

Шляхи регулювання деяких негативних ґрунтоутворюючих процесів і обумовлених ними властивостей ґрунтів

Оптимізація використання ґрунтів Сокальського пасма полягає в управлінні ґрунтовими режимами та процесами і покращенні властивостей ґрунтів на основі науково-обґрунтованих прийомів і заходів: внесення оптимальних доз органічних і мінеральних добрив, мінімалізація обробітку, впровадження контурно-меліоративної системи землеробства. Обов'язковим заходом у системі ґрунтозахисного землеробства повинно стати щілювання і глибоке розпушування ґрунтів як один з ефективних способів зменшення поверхневого стоку і переведення його у внутрішньоґрунтовий.

Раціональне використання ґрунтів Сокальського пасма неможливе без впровадження у сільськогосподарське виробництво новітньої ґрунтооброблювальної техніки. Перевагу слід віддавати комбінованим багатоопераційним агрегатам.

На схилових землях першочерговими повинні стати заходи з консервації сильноеродованих земель.

На ґрунтах Сокальського пасма необхідно запровадити систему моніторингу як складову частину моніторингу природоохоронної інфраструктури.

ВИСНОВКИ

1. Антропогенна діяльність спричинила трансформацію елементарних ґрунтоутворюючих процесів, визначила їх спрямованість і швидкість, зумовила появу нових, невластивих цілинним ґрунтам, режимів. Внаслідок цього в ґрунтах Сокальського пасма домінуючим є культурний процес ґрунтоутворення, який обумовлює напрям та інтенсивність елементарних ґрунтових процесів, режими та властивості освоєних ґрунтів, характер їх використання.

2. Агротехногенний вплив проявився в трансформації морфологічних ознак сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів. Найбільш кардинальних змін зазнали показники, що характеризують гумусові горизонти НЕ та Не. В освоєних ґрунтах намітилась тенденція до посилення процесу реградації.

Ерозійні процеси зумовили зміну морфологічної будови, властивостей і ознак розораних ґрунтів, зокрема, призвели до зменшення потужності генетичних горизонтів, зміни співвідношення між ними, забарвлення, щільності, структурно-агрегатного стану тощо.

3. Розорювання схилових земель привело до інтенсифікації процесів водної ерозії, в першу чергу площинного змиву.

4. В еродованих відмінах сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтів намітилась тенденція до поважчання гранулометричного складу; спостерігається морфологічна деградація структурних агрегатів, що призвело до зменшення вмісту агрономічно цінних мезоагрегатів, величини шпарового простору; збільшення величини щільності будови; зменшення величини загальної шпаруватості; зменшення водопроникливості ґрунтів і погіршенні їх водно-фізичних властивостей.

5. Тривале розорювання спричинило зміни у фізико-хімічних властивостях ґрунтів, які проявились у трансформації гумусного стану, складу ввібраних основ, кислотно-основних властивостей, а саме: намітилась тенденція до збільшення вмісту гумусу і його запасів в нееродованих окультурених ґрунтах порівняно з цілинними; в еродованих відмінах зі збільшенням ступеня еродованості вміст гумусу і його запаси зменшуються; зменшується вміст валового азоту у змитих ґрунтах; у груповому складі гумусу незмитих ґрунтів спостерігається відносне збільшення вмісту гумінових кислот і розширення відношення Сгк:Сфк; у фракційному складі гумінових кислот зменшився вміст мобільних фракцій ГК-1 і збільшився вміст фракції ГК-2, зв'язаної з кальцієм; площинний змив зумовив погіршення якісного складу гумусу, збільшення вмісту фульвокислот, звуження відношення Сгк:Сфк; в окультурених ґрунтах збільшилась ємність катіонного обміну й сума ввібраних основ, зросла насиченість вбирного ґрунтового комплексу основами. В складі ввібраних основ збільшився вміст катіонів кальцію, що сприяє покращенню мікроагрегованості та закріпленню органіки; у ґрунтах тривалого освоєння спостерігається зменшення актуальної та обмінної кислотності.

6. В окультурених сірих і темно-сірих опідзолених ґрунтах намічається тенденція тренду в сторону ґрунтів вищого таксономічного рангу при збереженні їх основних генетичних ознак на родовому та видовому рівнях.

7. Ґрунти Сокальського пасма зазнають деградації, яка зумовлює негативні процеси переважно антропогенної генези: зменшення потужності гумусових горизонтів, вмісту гумусу в еродованих ґрунтах, ущільнення, погіршення структурно-агрегатного складу орних горизонтів.

8. З метою оптимізації використання ґрунтів та раціоналізації землекористування в межах Сокальського пасма необхідно впроваджувати наступні заходи: розширення площ під угіддями, які стабілізують екологічну ситуацію (сіножаті, пасовища, ліси) і зменшення площі орних земель, котрі впливають дестабілізуюче на агроекосистеми; з метою попередження інтенсифікації деградаційних процесів у найближчий час необхідно провести консервацію деградованих та малопродуктивних земель, у тому числі консервацію-реабілітацію слабо- та середньозмитих ґрунтів і ґрунтів із високим ступенем агрофізичної деградації орних горизонтів (щільність будови понад 1,5 г/см³) та консервацію-трансформацію всіх сильнозмитих і розмитих ґрунтів.

9. Вирішити проблеми екологізації землеробства в основі якого лежать наступні принципи: адаптивність культур і технологій їх вирощування до реґіональних умов; комплексність, екологічна стійкість та естетична привабливість при створенні агроландшафтів для нових власників земель; технологічна обґрунтованість та ґрунтофільна система сільськогосподарських машин; соціально-економічна доцільність.

10. Впровадження системи базового і кризового моніторингу земель з використанням його результатів для розробки заходів з відтворення або підвищення родючості ґрунтів, локалізації, припинення чи ліквідації кризових ситуацій

Основні публікації на тему дисертації

1. Пшевлоцький М.І. Техногенний вплив на земельні ресурси в зоні діяльності Західно-Української вугільної холдингової компанії // Збірник наукових праць “Українське Полісся: вчора, сьогодні, завтра” - Луцьк: Вид-во “Надстир'я”, 1998. - С.184-185.

2. Пшевлоцький М.І. Стан і проблеми охорони земельних ресурсів у межах Львівсько-Волинського вугільного басейну // Генезис, географія і екологія ґрунтів. - Вісник Львівського ун-ту. Серія географ. Випуск 23. Львів: Вид-во “Простір М”, 1998.- С.85-88.

3. Пшевлоцький М.І. Морфогенетичні особливості еродованих ґрунтів Сокальського пасма та методи їх досліджень // Генезис, географія і екологія ґрунтів. - Вісник Львівського ун-ту. Серія географ. Випуск 23.- Львів: Вид-во “Простір М”, 1998. - С.305-308.

4. Пшевлоцький М.І. Еродовані ґрунти Сокальського пасма // Вісник Львівського ун-ту. Серія географічна. Вип.24.- Львів:. Вид-во Львів. ун-ту, 1999.-С.144-147.

5. Пшевлоцький М.І. Гумусний стан еродованих ґрунтів Сокальського пасма // Вісник Львівського ун-ту. Серія географічна. Вип.25.- Львів:. Вид-во Львів. ун-ту, 1999.-С.161-162.

6. Гаськевич В.Г., Пшевлоцький М.І. Вплив ерозійних процесів на природно-ресурсний потенціал Сокальського пасма // Матер. наук.-метод. конф. “Проблеми раціонального використання, охорони і відтворення природно-ресурсного потенціалу України” - Чернівці: Вид-во “Рута”, 2000. - С.102-104. Особистий внесок Пшевлоцького М.І.: висвітлено причини ерозійних процесів, подано рекомендації оптимізації використання еродованих земель (50%, обсяг 0,09 друк.арк.)

7. Концепція входження Жовківського і Сокальського районів до транскордонної асоціації “Єврореґіон Буг” / Мальська М., Герич В., Пшевлоцький М., Кравчук Я., Зінько Ю. // Збірник наук. праць “Соціально-економічні дослідження в перехідний період. Проблеми і перспективи транскордонного співробітництва в аспекті процесів європейської інтеграції”. Вип.XV. - Львів-Луцьк: Вид-во “Вежа”, 2000. - С.151-155. Особистий внесок Пшевлоцького М.І.: висвітлено передумови входження Сокальщини в асооціацію "Єврореґіон Буг", проаналізовано можливі наслідки транскордонного співробітництва (20%, обсяг 0,06 друк.арк.).

Пшевлоцький М.І. Агротехногенна трансформація ґрунтів Сокальського пасма. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата географічних наук спеціальністю 11.00.05 - біогеографія і географія ґрунтів. - Львівський національний університет Івана Франка, Львів, 2001.

Дисертація присвячена вивченню агротехногенної зміни ґрунтів Сокальського пасма під впливом інтенсивного сільськогосподарського використання. Об'єктом дослідження є сірі й темно-сірі опідзолені ґрунти.

Встановлено, що антропогенна діяльність спричинила трансформацію елементарних ґрунтоутворюючих процесів, визначила їх швидкість і спрямованість, зумовила появу нових, не властивих цілинним ґрунтам режимів. За результатами досліджень встановлено, що в ґрунтах Сокальського пасма домінуючим є природно-антропогенний або культурний процес ґрунтоутворення, який обумовлює спрямованість та інтенсивність елементарних ґрунтових процесів, режими та властивості освоєних ґрунтів, характер їх використання. Інтенсивне сільськогосподарське використання ґрунтів Сокальського пасма призвело до активізації водної ерозії та розвитку ряду деградаційних процесів. Подано рекомендації щодо оптимізації використання ґрунтів і шляхи регулювання деяких негативних процесів.

Ключові слова: ґрунт, трансформація, ерозія, гумус, окультурення, деградація, родючість, фізичні властивості, консервація.

Пшевлоцкий Н.И. Агротехногенная трансформация почв Сокальской гряды. - Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени кандидата географических наук по специальности 11.00.05 - биогеография и география почв. - Львовский национальный университет имени Ивана Франко, Львов, 2001.

Диссертация посвящена изучению агротехногенных изменений почв Сокальской гряды под влиянием длительного интенсивного сельскохозяйственного использования. Объектом исследований являются серые и темно-серые оподзоленные почвы.

Установлено, что антропогенная деятельность обусловила трансформацию элементарных почвеннообразовательных процессов, определила их скорость и направленность, привела к появлению новых, не свойственных целинным почвам режимов. По результатам исследований доказано, что в почвах Сокальской гряды доминирующим является естественно-антропогенный или культурный процесс почвообразования, который определяет направление и интенсивность элементарных почвенных процессов, режимы и свойства освоенных почв, характер их использования. Интенсивное сельскохозяйственное использование почв Сокальской гряды обусловило активизацию водной эрозии и развитие ряда деградационных процессов. Намечены рекомендации по оптимизации использования почв Сокальской гряды и пути регулирования некоторых негативных процессов.

Ключевые слова: почва, трансформация, эрозия, гумус, окультуривание, деградация, плодородие, физические свойства, консервация.

Pshevlotsky M.I. Agrotechnogenous Transformation of Soils of Socal Range. - Manuscript. Dissertation for taking a scientific degree of candidate of geographical science. Speciality 11.00.05 - biogeography and geography of soils. - Ivan Franko National University of Lviv, Lviv, 2001.

Dissertation is devoted to the studies of agrotechnogenous changes of the soils of Socal range under the influence of intensive agricultural use. Grey and dark-grey pidzolic soils are the object of the research.

It has been admitted that anthropogenic activity caused the transformation of elementary soil forming processes, defined their speed and direction, promoted the appearance of new regimes, not typical for virgin soils. According to the researches it has been concluded that in the soils of Socal range natural-anthropogenic or cultural process of soil forming is prevailing determining the direction and intensity of elementary soil processes, regimes and character of their usage.

Agrotechnogenous impact was revealed in the transformation of morphological peculiarities of soils. With the preservation of the main genetic peculiarities, indices characterising humus horizons HE and He have been subject to cardinal changes. Besides, one can trace the increase in their power compared with virgin soils, the change in colour, density, structure and the character of the transition between genetic horizons. Erosive processes caused the change of morphological composition, properties and peculiarities of ploughed soils and the decrease in the power of genetic horizons, the change of their ratio, colour, density, etc., in particular. Ploughing of sloping lands caused the intensity of the processes of water erosion, in the first turn, the surface wash-down.

Erosion of grey and dark-grey pidzolic soils caused the loadness of granulometric composition, morphological degradation of structural aggregates, enlargement of the composition density, decrease in general porosity and water-proofness of soils and deterioration of their water-physical properties. Low water permeability of soils due to the impact of heavy engineering is one of the main reasons of activisation of erodive processes on the slopes.

A constant cultivation caused the changes in physical-chemical properties of soils which was seen in the increase in the content and stock of humus, increase in cation exchange, decrease in actual and exchange acidity.

In cultivated grey and dark-grey pidzolic soils there was a tendency of trend into the direction of higher taxonomic rank while preserving their basic genetic peculiarities on the gender and species levels.

Soils of Socal range are subject to degradation causing negative processes of predominantly athropogenic genesis, such as decrease in power of humus horizons, content and stock of humus in eroded soils, density, deterioration of structural-aggregate composition of arable horizons.

Optimization of the usage of soils of Socal range lies in the management by soil regimes and processes and improving the properties of the soils on the basis of scientifically substantiated techniques and measures: using optimal doses of organic and mineral fertilizers, minimization of cultivation, introducing contour - reclamation system of agriculture.

To prevent intensification of degradation processes in the nearest future it is necessary to do conservation of degradation and less productive lands including conservation - rehabilitation of slightly and average - washed out soils and soils with a high degree of agrophysical degradation of ploughed horizons (composition density above is 1.5 ha/cm³) and conservation - transformation of all heavily washed and washed out soils, expansion of arable lands areas for stabilising ecological situation (hay cutting, pastures, forests) and shortening arable lands having destabilising effect on agroecosystems.

Concerning Socal range it is also necessary to introduce the systems of base and crisis monitoring of lands using its results for elaboration of measures of reproduction or increase in soil fertility, localization, cease or liquidation of crisis situations.

Key words: soil, transformation, erosion, humus, cultivation, degradation, fertility, physical properties, conservation.

Підписано до друку 18.05.2001. Формат 60Ч84/16. Папір друк. № 1.

Друк офсет. Обл.-вид.арк. 1.2. Тираж 100. Зам. 157.

Видавничий центр Львівського національного університету імені Івана Франка.

79000, м. Львів, вул. П. Дорошенка, 41.

Размещено на Allbest.ru

...