Агроперетворені рунти солонцевих комплексів сухого степу України (стр. 25 из 37)
Першою за порядком слідування виявилася факторна група, сумарний вплив чинників якої на формування величини врожаю сільськогосподарських культур складає 37,4 %. Визначальну роль тут відіграють з агрокліматичних показників опади у вегетаційний період (коефіцієнт детермінації R2= 0,8 – 0,6 ), запаси продуктивної вологи у березні – серпні (R2= 0,5- 0,6 ) з ґрунтових - вміст токсичних солей (R2= 0,2- 0,4 ) та запаси гумусу у шарі 0-60 см (R2= 0,4- 0,6).
Другою є факторна група з долею впливу 15,4 %. Визначальну роль тут також відіграють з агрокліматичних показників опади у вегетаційний період (коефіцієнт детермінації R2= 0,5 – 0,7 ), запаси продуктивної вологи у березні – серпні (R2= 0,5- 0,6 ) з ґрунтових - вміст токсичних солей (R2= 0,2- 0,4 ) та запаси гумусу у шарі 0-60 см (R2= 0,4- 0,6), вміст рухомих поживних речовин (R2= 0,2- 0,3).
Основна маса ґрунтових показників виявилася у третій групі, сумарний вплив якої у формуванні величини врожаю складає 10%. Основний вплив тут чинять, вміст валових і рухомих форм поживних речовин, вміст гумусу, агрофізичні властивості (щільність складення, гранулометричний склад) , активність натрію та кальцію, водорозчинні солі.
Четверта факторна група впливає на величину врожаю на 4,25 %. Тут головний вплив чинять продуктивна волога, опади, вміст токсичних солей, увібрані катіони.
Остання факторна група з долею впливу 2,09% складається з таких показників як продуктивна волога та опади у зимові місяці, мікроагрегатний склад, структурно-агрегатний склад, вміст водорозчинних солей, співвідношення водорозчинного кальцію до натрію та ін.
Статистичні моделі дають можливість встановити кількісні зв’язки окремих факторів з урожайністю сільськогосподарських культур. Регресійні зв’язки дозволяють інтерпретувати окремі результати для конкретних умов, в яких проводився дослід. Якщо умови змінюються по відношенню до експериментальних, то регресійні моделі втрачають свою достовірність. Тому більш надійними є моделі динаміко-статистичні та динамічні, що розробляються на основі диференціальних рівнянь. Ці моделі враховують процеси в динаміці і є більш адекватними до природних явищ. Проте, для визначення взаємодії ґрунтових та агрокліматичних показників і їх впливу на врожайність сільськогосподарських культур на плантажованих ґрунтах доцільно використовувати еліптичну модель. Її перевага полягає у тому, що вона визначає взаємодію усіх чинників за аналогом математичних дій з векторами [129,130].
Модель має вигляд:
,де, YM, Ai, ai, bi - параметри моделі, що розраховуються методами нелінійного програмування за критерієм мінімуму залишкової дисперсії;
Y – прогнозний урожай;
YM – максимально можливий урожай при фактичних погодних умовах та рівнях родючості грунту;
Ai – складова частина максимального врожаю, яка формується завдяки і-того виду показника;
ai – початковий рівень і-го показника, що впливає на урожай;
bi – оптимальний рівень і-того показника, який забезпечує максимальний врожай;
хі - фактичний рівень і-того показника
m – кількість показників.
Кінцевий вигляд моделі родючості плантажованих солонцевих ґрунтів є результатом багатофакторного кореляційно-регресійного аналізу. До моделі було залучено лише ті показники, які мають найвагоміший вплив на величину врожаю, саме ті які було виділено в результаті факторного аналізу.
На основі отриманої моделі зв’язку продуктивності плантажованих ґрунтів солонцевих ґрунтів з кліматичними та ґрунтовими властивостям було побудовано графік. (рис. 5.4). Як видно з рисунку, стадійність змін основних ґрунтових властивостей чітко відображається на формуванні величини врожаю. Найбільші прибавки врожаю простежуються перші 15-20 років післядії, що відповідає найбільшій інтенсивності змін основних властивостей досліджуваних ґрунтів. У подальшому відбувається деяка стабілізація основних властивостей, і , як наслідок, стабілізація прибавок урожаю. Поступове зростання врожайності основних сільськогосподарських культур на 25-30 рік вказує на утворення нових ґрунтів, що забезпечують стабільну прибавку врожаїв сільськогосподарських культур.
Розроблена модель дозволяє прогнозувати врожайність основних сільськогосподарських культур на плантажованих ґрунтах півдня України та визначати динаміку змін впливу окремих показників.
Рис. 5.4. Модель урожайності сільськогосподарських культур на плантажованих солонцевих грунтах
Коротко підсумовуючи наведену у цьому підрозділі інформацію слід відмітити наступне:
1. Сукупний відсоток впливу досліджуваних агрокліматичних грунтових показників на формування величини врожаю на плантажованих ґрунтах складає 70 %.
2. Стадійність змін основних ґрунтових властивостей чітко відображається на формуванні величини врожаю. Найбільші прибавки врожаю простежуються перші 10-13 років післядії, у подальшому відбувається деяка стабілізація основних властивостей. Поступове зростання врожайності основних сільськогосподарських культур на 25-30 рік вказує на утворення нових ґрунтів, що забезпечують стабільну прибавку врожаїв сільськогосподарських культур на плантажованих ґрунтах.
РОЗДІЛ 6. Оцінювання придатності солонцевих ґрунтів для меліоративної плантажної оранки
У цьому розділі дисертаційної роботи на основі аналізу отриманих результатів та літературних матеріалів стосовно змін основних властивостей солонцевих ґрунтів під впливом меліоративної плантажної оранки, ми спробували удосконалити систему оцінювання придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки.
Правильний вибір земельної ділянки для проведення меліоративної плантажної оранки є запорукою довготривалої позитивної післядії цього меліоративного заходу на властивості ґрунтів та врожайність сільськогосподарських культур. Спосіб підвищення родючості солонцевих ґрунтів за допомогою меліоративної плантажної оранки описаний у численних рекомендаціях та інструкціях [210,211,228 та ін.]. Згідно загальноприйнятої системи оцінювання ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки при виборі території оцінюють глибину залягання першого сольового горизонту, вміст у ньому загальних та токсичних солей, вміст увібраного натрію у солонцевому горизонті, глибину залягання та ступінь мінералізації підгрунтових вод, глибину залягання карбонатного горизонту, за якою, здебільшого і визначають придатність ґрунтів для меліоративної плантажної оранки та її глибину.
Врахування усіх вищеперелічених показників є обов’язковим з ряду причин. Так, близьке залягання (50 см) першого сольового горизонту з вмістом токсичних солей в ньому на рівні вище 0,1 % може викликати засолення верхнього шару ґрунту і спричинити токсичний вплив на вирощувані сільькогосподарські культури. Вміст увібраного натрію у солонцевому горизонті оптимально має бути на вищий за 3%, оскільки у зворотньому випадку, при вигортанні солонцевого горизонту може відбуватися осолонювання орного шару, і як наслідок, погіршення агрофізичних властивостей. Якщо підгрунтові води залягатимуть ближче 3 м від поверхні і вміст солей у них буде більше ніж 10 г/см3, у разі проведення меліоративної плантажної оранки відбуватиметься підтягування легкорозчинних солей, чому сприятиме рихле складення, і у тривалій післядії відбуватиметься відновлення солонцевого процесу[171,172 та ін.].
Основним показником оцінювання придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки, згідно існуючих систем оцінювання є глибина залягання меліораційних солей (гіпс, карбонат кальцію). Вони мають залягти не глибше 55 см, у такому разі при плантажуванні буде досягнуто залучення 5-10 см шару карбонатного горизонту до меліорованої товщі. З огляду на це визначають глибину оранки. Однак, науковими дослідженнями доведено, для того, щоб меліоративна плантажна оранка гарантовано забезпечувала довготривалу післядію, при виборі земельної ділянки не достатньо знати лише глибину залягання карбонатного горизонту. Доцільним є визначення також вмісту карбонатів кальцію у карбонатному горизонті, їх активності та якісного складу. Численні наукові дослідження з вивчення тривалості післядії меліоративної плантажної оранки дозволяють зробити висновок, що довготривала післядія цього меліоративного заходу простежується на тих ґрунтах, де при плантажуванні до орного шару було залучено 4-5 % карбонатів, за їх високої активності (10-12 мекв/л) [95,123,131]. За умови залучення меншої кількості карбонатів кальцію спостерігалося поступове їх вилуговування, що може прискорювати припинення позитивної післядії. Крім того, перед проведенням меліоративної плантажної оранки, необхідним є визначання якісного складу карбонатів кальцію, оскільки від якісного складу залежить розчинність карбонату. Так, залучення до орного шару карбонатних ґрунтоутворюючих порід не лесового генезису (мергелизовані червоно-бурі глини , приморські третинні глини та ін.) може викликати зворотній ефект і замість покращання властивостей спостерігається цементація орного шару.
Динамічний розвиток техногенезу обумовлює надходження значних кількостей важких металів (ВМ) техногенного, в тому числі й агрогенного походження у ґрунти. Особливо ця проблема актуальна для регіонів з посиленим техногенним навантаженням. Серед негативних наслідків такого впливу - імовірність накопичення важких металів, концентрація яких перевищує в карбонатному горизонті ГДК. А отже, при залученні таких горизонтів до обробітку існує імовірність забруднення ґрунтів і рослин. Тому при оцінюванні ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки необхідно контролювати вміст рухомих форм важких металів у карбонаному горизонті [157].