2.2 Методи досліджень
Вивчення закономірностей сучасних ґрунтових процесів у агроперетворених ґрунтах солонцевих комплексів проводилось нами з використанням стаціонарного, порівняльно-географічного та порівняльно-аналітичного методів. В основі досліджень було порівняльне вивчення властивостей різною мірою агроперетворених (плантажованих і неплантажованих) орних солонцевих ґрунтів у зрошуваних та незрошуваних умовах.
На початковому етапі написання дисертаційної роботи нами було проведено систематизацію та узагальнення опублікованих та фондових матеріалів за об’єктами досліджень. У роботі використані фондові матеріали лабораторії родючості зрошуваних і солонцевих ґрунтів ННЦ ІГА імені О.Н. Соколовського (дані про дослідження, проведені Г.В.Новіковою та Г.М. Пікузою в СТОВ «Воїнське» у 1965-1974 р.), та Генічеської дослідної станції Інституту зернового господарства (дані про дослідження С.П.Семенової-Забродіної та М.М.Лаврентьєва за 1954-1967р.), а також матеріали, люб’язно надані нам для роботи доктором сільськогосподарських наук Ю.Є.Кізяковим - інформація щодо вивчення тривалості впливу меліоративної плантажної оранки у стаціонарному польовому досліді С.П.Семенової-Забродіної за 1969 та 1971 роки та закладеного ним досліду з вивчення впливу зрошення слабомінералізованими водами на властивості і продуктивність темно-каштанових ґрунтів (дані за 1969-1986 роки).
В польових умовах усі стаціонари і ділянки виробничого впровадження були прив’язані нами до географічної мережі за допомогою засобу багатоспектрального позиціонування - GPS і можуть бути використані в єдиній моніторинговій мережі системи екологічного моніторингу.
На обстежуваних ділянках, згідно ґрунтового плану, складеного на час закладання дослідів, обирали варіанти ґрунтів (плантажовані та неплантажовані солонці каштанові та темно-каштанові слабосолонцюваті ґрунти), на яких закладали по 2 ґрунтових розрізи, глибиною до 1,5-2,0 м, вивчали морфологічну будову профілю, щільність складення до глибини 1,0 м методом ріжучого кільця за Н.А. Качинським [39] у п’ятикратній повторності, визначали вологість. Зразки ґрунту відбирали у трикратній повторності по генетичних горизонтах і з кожного 10-сантиметрового шару за методикою відбору ґрунтових зразків у мозаїчних профілях, описаній у роботах Е.О.Корнблюма, І.М.Любімової, Я.М.Мініна [112,135,151]. Додатково відбирали зразки на кожному досліджуваному варіанті шляхом буріння свердловин суцільною колонкою до глибини 2 м у п’ятикратній повторності.
Для вивчення хімічного складу і фізико-хімічних властивостей досліджуваних ґрунтів у відібраних зразках були проведені наступні аналітичні роботи:
- катіонно-аніонний склад водної витяжки визначали за стандартними методиками (ГОСТ 26424-85, ГОСТ 26425-85, ГОСТ 26426-85, ГОСТ 26427-85, ГОСТ 26428-85) [41,42,43,44,45];
- визначення вмісту обмінно-увібраних катіонів проводили методом Шолленбергера у модифікації ННЦ ІГА за МВВ 31-497058-007-2005 [150];
- вміст карбонатів визначали методом В.Є. Соколовича за МВВ 31-497058-021-2005 [150];
- активність іонів натрію та кальцію у ґрунтових пастах потенціометричним методом за МВВ 31-497058-001-2001 та МВВ 31-497058-002-2001 [149];
- вуглець органічної речовини за методом І.В. Тюрина згідно ДСТУ 4289 [260];
- груповий гумус визначали прискореним методом за М.М. Кононовою та Н.П.Бєльчіковою (МВВ 31-497058-006-2002) [149];
- вміст доступної (лабільної) органічної речовини визначали методом М.А.Єгорова (ДСТУ 4732) [259];
- гранулометричний склад визначали методом Н.А. Качинського за ДСТУ 4730 [245];
- мікроагрегатний склад визначали методом піпетки за МВВ 31-497058-011-2005 [150];
- визначення структурно-агрегатного складу методом М.І.Саввінова за ДСТУ 4744 [248];
- визначення нітратного і амонійного азоту проводили за ДСТУ 4729 [247];
- визначення рухомих сполук фосфору та калію виконували за Б.П. Мачігіним (ДСТУ 4114) [52];
- валовий вміст азоту визначали за Кьєльдалем (ДСТУ 4726), фосфору – за Труогом-Мейером, калію – за Воробйовою ( ДСТУ 4290) [246,258];
- визначення рухомих форм важких металів виконували методом атомно-адсорбційної спектрометрії на приборі С-115. Для екстракції рухомих форм використовували ацетатно-амонійний буферний розчин з рН-4,8, згідно ДСТУ 4770.1-4770.9 [249,250,251,252,253,254,255,256,257];
- валовий хімічний склад ґрунту визначали рентген-флуоресцентним методом на рентгенівському багатоканальному спектрометрі CPM - 25 в лабораторії рентгенівських методів дослідження мінеральної речовини Київського університету імені Тараса Шевченка. Згідно методики визначення, результати розрахунків компонентів у досліджуваній пробі з урахуванням попередньо визначених гравіметричним методом концентрацій Н2О і витрат після прожарювання (ППП) нормували на 99,6%.
Польові дослідження проведені нами з дотриманням правил і вимог стандартної методики [40,63].
Для вивчення динаміки агрокліматичних показників (температура повітря, атмосферні опади, запаси продуктивної вологи у кореневмісному шарі) використовували дані гідрометеорологічної служби (метеопункт Ішунь, Красноперекопського району АРК).
Для вивчення динаміки урожаю сільськогосподарських культур у тривалій післядії меліоративної плантажної оранки використовували фондові та опубліковані матеріали досліджень, проведених у різні роки на Генічеській дослідній станції та у СТОВ «Воїнське».
У період з 1955 по 1978 облік врожаїв вирощуваних сільськогосподарських культур на довготривалому стаціонарному досліді з вивчення впливу меліоративної плантажної оранки на властивості та продуктивність солонців каштанових (дослід С.П.Семенової-Забродіної) проводився співробітниками ГДС (М.М.Лаврентьєв, З.М.Неред та ін.). У стаціонарному досліді з меліорації темно-каштанових солонцюватих ґрунтів в умовах зрошення прісною водою у СТОВ «Воїнське» облік врожаїв сільськогосподарських культур у 1965-1985р.р. проводився співробітниками лабораторії родючості зрошуваних і солонцевих ґрунтів ННЦ ІГА (Г.М.Пікуза, В.Я.Ладних, Н.Ю.Гаврилович та ін.). Облік врожаїв вирощуваних сільськогосподарських культур у досліді з вивчення впливу зрошення слабомінералізованими водами на властивості та продуктивність темно-каштанових ґрунтів у 1973-1986 р.р. проводився співробітниками ГДС за участі Ю.Є.Кізякова.
Облік урожаїв сільськогосподарських культур в польових дослідах у 2003-2006 роках проводили за участю автора методом пробного снопа вручну у п’ятикратній повторності.
Результати аналітичних досліджень ґрунтів та дані врожайності сільськогосподарських культур дослідів оброблені за допомогою дисперсійного аналізу. Математичну обробку отриманих даних проводили шляхом систематичного використання методів обчислювальної статистики за допомогою пакету стандартних програм “Excel” та “Statistica” (інтегрований пакет для статистичного аналізу).
РОЗДІЛ 3. Природні умови районів досліджень
3.1 Кліматичні умови
Згідно загального кліматичного районування [206,239] усі об’єкти розташовані у континентальній кліматичній зоні, яка охоплює Степову фізико-географічну зону. Для цілей нашого дослідження більш пристосоване агрокліматичне районування, згідно якого об’єкти досліджень належать до дуже посушливої, помірно жаркої, з м’якою зимою зони. Гідротермічний коефіцієнт 0,7-0,5, сума активних температур 3300-3400 0С, середня річна температура 10,4-10,6 0С при середній температурі січня від 0,6 до -2,5 0С і середній температурі липня +23 0С, вірогідність посух 40-60 %, кількість днів з суховіями 16-20 за теплий період, середня тривалість безморозного періоду 180-200 днів, вегетаційного 225-230 днів, річна сума опадів – 300-325 мм. Негативною рисою клімату є нестійкість зволоження внаслідок чергування вологих і посушливих років, кількість опадів на території розташування об’єктів досліджень недостатня і випадають вони нерівномірно. В літні періоди дощі часто випадають у вигляді злив, і більша їх частина зберігається на схилах балок і подів і мало вбирається ґрунтом. Основний запас вологи у ґрунті створюється восени та взимку, в період затяжних дощів при незначному випаровуванні. Сумарно випаровується з поверхні суші за рік 732-810 мм, а за вегетаційний період – 220-270 мм, що не компенсується опадами, кількість яких за цей період становить лише 215-220 мм. Тобто випаровуваність в два і більше разів перевищує кількість атмосферних опадів. Це сприяє встановленню непромивного типу водного режиму і накопиченню водорозчинних солей у ґрунтах. М’яка зима з незначними від’ємними температурами і частими відлигами сприяє циркуляції ґрунтових розчинів і продовженню біохімічних процесів взимку [105,141].
В цілому для клімату району досліджень характерним є недостатня зволоженість, значні теплові ресурси, тривалий вегетаційний період. Клімат формується під переважним впливом континентальних повітряних мас помірних широт, а також трансформованих тропічних і арктичних мас повітря. Основна частина атмосферних опадів, що випадають на території району досліджень, пов’язана з океанічними масами повітря помірних і тропічних широт [206]. Загалом кліматичні умови сприятливі для розвитку сільськогосподарського виробництва, проте наявність негативних природних факторів (зокрема недостатня кількість опадів, нестійкість зволоження, існування тривалих бездощових періодів, невисока відносна вологість повітря, за високих температур літніх місяців) викликає низьку забезпеченість продуктивною вологою сільськогосподарських рослин у весняно-літній період і потребує певних меліоративних заходів, а саме – застосування зрошення для створення більш сприятливого водного режиму.