АГРОПЕРЕТВОРЕНІ ГРУНТИ СОЛОНЦЕВИХ КОМПЛЕКСІВ СУХОГО СТЕПУ УКРАЇНИ
06.01.03 – агрогрунтознавство та агрофізика
Дисертація на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Харків-2009
ЗМІСТ
Вступ
Розділ 1. Солонцеві грунти, їх властивості та продуктивність, напрями еволюції (огляд літератури)
Розділ 2. Об’єкти та методи досліджень
2.1 Об’єкти досліджень
2.2 Методи досліджень
Розділ 3. Природні умови районів досліджень
3.1 Кліматичні умови
3.2 Рослинність
3.3 Геоморфологічні умови
3.4 Гідрологічні та гідрогеологічні умови
3.5 Ґрунтотворні породи і ґрунти
Розділ 4. Закономірності змін властивостей агроперетворених грунтів солонцевих комплексів
4.1 Морфологічна будова профілю
4.2 Сольовий склад плантажованих і неплантажованих солонцевих ґрунтів
4.3 Зміни фізико-хімічних властивостей досліджуваних ґрунтів
4.4 Вміст гумусу у плантажованих та неплантажованих солонцевих грунтах
4.5 Поживний режим солонцевих грунтів
4.6 Зміни агрофізичних властивостей солонцевих грунтів
4.7 Вміст важких металів
4.8 Валовий хімічний склад cолонцевих грунтів
Розділ 5. Вплив меліоративної плантажної оранки на урожайність сільськогосподарських культур
5.1. Урожайність сільськогосподарських культур
5.2. Математичне моделювання урожайності сільськогосподарських культур на плантажованих грунтах
Розділ 6. Оцінювання придатності солонцевих грунтів для меліоративної плантажної оранки
Висновки
Пропозиції виробництву
Список використаних джерел
Додатки
Актуальність теми. На сучасному етапі розвитку агропромислового комплексу, в умовах ринкової економіки та земельної реформи, особливої актуальності набуває раціональне використання і підвищення родючості низькопродуктивних земель, до яких належать солонцеві ґрунти. За даними Державного земельного кадастру, в Україні нараховується 2,8 млн.га солонцевих ґрунтів, 2 млн. га з яких використовуються в ріллі [59]. Ефективне використання цих ґрунтів потребує проведення комплексу заходів з їх окультурення. Багаторічними дослідженнями С.П. Семенової-Забродіної, Г.В. Новікової, М.М. Лаврентьєва, Ю.Є. Кізякова, К.М. Кухтєєвої, О.М. Можейка та ін. [87, 91, 93, 95, 123, 154, 175, 222, 223] встановлено, що найбільш ефективним заходом окультурювання солонцевих ґрунтів у посушливих умовах Степу є меліоративна плантажна оранка. З 1955 року цей меліоративний захід набув широкого впровадження у практику сільськогосподарського виробництва, і на теперішній час площа меліорованих таким чином ґрунтів становить 220 тис. га. Довготривале використання солонцевих ґрунтів у ріллі і, особливо, їх меліорація (меліоративна плантажна оранка, зрошення водами різної якості) обумовлюють існування ґрунтових процесів, які відрізняються від існуючих у природних умовах і є на сьогодні недостатньо вивченими. Мало дослідженим є також питання тривалості післядії меліоративної плантажної оранки та напряму еволюції плантажованих солонцевих ґрунтів. В умовах земельної реформи та приватної власності на землю необхідна точна інформація про якісний стан солонцевих ґрунтів для проведення моніторингу та раціонального сільськогосподарського використання, у зв’язку з чим досліджувані питання набувають особливої наукової і практичної значимості.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано в лабораторії родючості зрошуваних і солонцевих ґрунтів Національного наукового центру „Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського ”. Дослідження проводили в межах НТП УААН “Родючість і охорона ґрунтів “ 2001-2005 рр., завдання 02.03 „Розробити агроекологічну класифікацію і ресурсозберігаючі технології адаптивного управління родючістю зрошуваних, солонцевих і вилучених зі зрошення земель” (№ ДР 0101U006037) та НТП УААН “Родючість, охорона і екологія ґрунтів ” 2006-2010 рр., завдання 01.01.04-032 „Встановити закономірності агрогенної еволюції та з’ясувати механізми функціональної стійкості зрошуваних, вилучених зі зрошення та солонцевих ґрунтів, дати оцінку їх еколого-агромеліоративного стану і розробити систему заходів з охорони й управління родючістю меліорованих земель ” (№ ДР 0106U004795).
Мета і завдання дослідження. Мета дослідження – встановити закономірності змін властивостей та напрям еволюції агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів Сухого Степу України.
Для досягнення поставленої мети вирішувались такі завдання:
оцінити зміни морфологічної будови профілю, сольового складу, окремих фізико-хімічних, хімічних показників, агрофізичних властивостей агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів Сухого Степу України у зрошуваних та незрошуваних умовах;
встановити тривалість післядії меліоративної плантажної оранки, показавши її вплив на родючість досліджуваних ґрунтів і урожайність сільськогосподарських культур у зрошуваних та незрошуваних умовах;
удосконалити систему оцінки придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки.
Об’єкт дослідження – зміни властивостей агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів Сухого Степу України та тривалість післядії меліоративної плантажної оранки.
Предмет дослідження – морфологічні, агрофізичні, сольові, фізико-хімічні, хімічні характеристики агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів Сухого Степу України та урожайність сільськогосподарських культур.
Методи дослідження. Теоретичні дослідження базуються на системному підході до розглянутої проблеми з використанням методів аналізу й синтезу. Експериментальні роботи передбачали проведення польових досліджень за існуючими методиками. Фізико-хімічні та хімічні аналізи проводилися за атестованими та тимчасово допущеними до використання методиками з наступною статистичною обробкою даних.
Наукова новизна одержаних результатів. На єдиній методичній та теоретичній основі проведено комплексне вивчення властивостей агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів Сухого Степу України у зрошуваних та незрошуваних умовах, в результаті якого:
установлено закономірності змін ґрунтових процесів у агроперетворених ґрунтах солонцевих комплексів Сухого Степу України, що проявляються у розсоленні та розсолонцюванні, а у плантажованих ґрунтах ще і у покращанні агрофізичних властивостей, та визначено напрям еволюції досліджуваних ґрунтів;
вперше доведено, що одноразове проведення меліоративної плантажної оранки позитивно впливає на властивості ґрунтів і урожайність сільськогосподарських культур протягом 50 років. Припинення її позитивної післядії до цього часу не відмічено;
виявлено, що результатом довготривалої післядії меліоративної плантажної оранки є утворення високопродуктивних, екологічно стійких агроперетворених ґрунтів, які не мають аналогів у природі за своїми морфологічними, агрофізичними та фізико-хімічними властивостями і здатні забезпечити високу продуктивність сільськогосподарських культур у агрокліматичних умовах Сухого Степу України;
удосконалено систему оцінки придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки.
Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень використано при розробці сучасної нормативно-методичної бази в напрямку охорони й управління родючістю солонцевих ґрунтів. Нормативно-методична база є комплексом з 3 національних стандартів України, що відповідають потребам законодавства і міжнародному рівню в цій галузі. Проведені дослідження дозволили удосконалити перелік основних показників оцінювання придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки. Використання такої системи оцінювання ґрунтів гарантовано забезпечує тривалу позитивну післядію меліоративної плантажної оранки, стійке покращення ґрунтових властивостей та підвищення врожайності сільськогосподарських культур. Для забезпечення достовірного визначення придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки розроблено та введено в дію ДСТУ 5041 Якість ґрунту. Оцінювання придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки [261] та створено корисну модель „Системи оцінки придатності ґрунтів для проведення меліоративної плантажної оранки ” (патент № 31969) [192].
З огляду на унікальність агроекологічних особливостей агроперетворених ґрунтів солонцевих комплексів, подано пропозицію до Державного комітету України із земельних ресурсів щодо внесення змін до статті 150 Земельного кодексу України і віднесення плантажованих солонцевих ґрунтів до категорії особливо цінних земель.
Результати дисертаційної роботи увійшли до складу наукових основ агропромислового виробництва зони Степу України.
Особистий внесок здобувача. Автор брав безпосередню участь у розробці програми досліджень, плануванні та проведенні теоретичних досліджень та експериментальних робіт. Особисто автором проаналізовано та систематизовано літературні та фондові матеріали з досліджуваних питань, проведено польові дослідження, аналіз й узагальнення експериментального матеріалу, його математичну обробку, сформульовано висновки та пропозиції виробництву. Публікації підготовлено самостійно та у співавторстві.
Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи доповідались на VII з’їзді УТГА (Київ, 2006), міжнародній науковій конференції „Культурний ґрунтогенез і ноосферна перспектива інформаційного суспільства ” (Харків, 2004), міжнародній конференції „Методологія дослідження ґрунтів у дзеркалі земельних реформ ” (Харків, 2008), науково-практичному семінарі „Нормативно-методичне забезпечення робіт з ведення еколого-меліоративного моніторингу ” (Харків, 2008), науково-практичній конференції молодих учених „Роль меліорації в забезпеченні сталого розвитку землеробства ” (Київ, 2007), щорічно на засіданнях секції „ Ґрунтознавство ” ННЦ ІГА.