Агроекологічний моніторинг грунтів

При вітровій ерозії відбувається одночасно три процеси: винесення, перенесення і відкладання еолового матеріалу. Одночасно з винесенням тонких часток і гумусу при ерозії ґрунти збіднюються всіма елементами живлення. Втрати азоту і фосфору в орному шарі супіщаних грунтів досягають 18, калію - 8%; в еолових наносах на цих ґрунтах відповідно 44 і 22%.

При знесенні ґрунту однакової потужності з різних ґрунтів абсолютні втрати гумусу і елементів живлення тим більші, чим родючіші ґрунти.

В Україні водній ерозії піддасться 29% ріллі. Південні області з площею сільськогосподарських угідь 10 млн. га страждають від пилових бур.

У різних країнах світу ерозією зруйновано близько 430 млн. га земельних угідь, з них близько 60 млн. га ріллі -- вітровою і 92,3 млн. га -- водною ерозією. На слабо змитих ґрунтах урожайність сільськогосподарських культур знижується на 10-30%, на середньозмитих -- майже на 50%. Яри, що утворилися, руйнують сільськогосподарські угіддя, розрізають поля на малі складноконтурні ділянки. Водойми заносяться ерозійним дрібноземом. Яри дренують водоносні горизонти, що призводить до висушення великих площ, погіршують ріст і розвиток рослинного покриву.

Інтенсивність вітрової ерозії залежить від культур, що вирощують, і особливостей агротехніки. За ступенем проявлення ерозії у посівах культури розміщуються в такій послідовності: кукурудза, овочеві, тютюн, соя, озима пшениця, ярі зернові.

Основною причиною посилення процесів вітрової ерозії ґрунтів є руйнування, розпилення їх структури внаслідок втрат значної кількості органічної речовини.

Прояву водної ерозії сприяють великі розміри полів, введення чистих парів, використання потужної сільськогосподарської техніки.

У глобальних масштабах основними причинами ерозії є знищення рослинності, розорювання земель на великих площах без застосування ґрунтозахисних сівозмін, інтенсивне випасання худоби.

Отже, не можна розглядати ґрунт як невичерпний дар природи. Його родючість уприродних умовах створювалася тисячоліттями. Наприклад, встановлено, що для природного відновлення 1 см зруйнованого гумусного шару ґрунту необхідно 300-600 років.

3.1 Основні принципи системи протиерозійних заходів

Ще наприкінці минулого століття в південних районах Росії багато селян застосовували ряд простих прийомів ґрунтозахисної і вологозахисної агротехніки. Незабаром по цьому шляху почало вдосконалюватися землеробство в США. В 1895 р. була надрукована робота американського фермера Г. Кембела про мульчуючий обробіток чорного пару (глибокий обробіток і розпушення поверхневого шару ґрунту із збереженням на поверхні сухих грудочок як мульчі). Ця технологія б США одержала назву системи сухого землеробства. До неї була прикута увага землеробів багатьох країн світу.[4]

У період звеличування системи сухого землеробства російський агроном

І. E. Овсинський пішов далі. Він розробив і застосував технологію безплужного мілкого поверхневого обробітку грунту. Його ідеї випередили пануючі тоді напрямки в обробітку ґрунту на 20-30 років і тому були знехтувані. Лише в 30-х роках у США і Канаді після ерозійної катастрофи розпочався широкий перехід на мілкий і поверхневий грунтозахисний обробіток ґрунту, але без найменшого натяку на пріоритет I. E. Овсинського.

У 1954 p. Т.С. Мальцев запропонував на новій основі ідею безполицевого обробітку ґрунту на різну глибину. Це було початком впровадження на цілині Північного Казахстану в 60-х роках системи ґрунтозахисного землеробства на основі плоскорізного обробітку ґрунту і смугового розміщення посівів (її автори А.Г. Бараев, А. Зайцева, Е.Ф. Госсен та інші). Цілина, що освоювалася, була врятована від вітрової ерозії.

На початку 70-х років створено Український НДІ по захисту грунтів від ерозії у Луганську, тепер Інститут охорони ґрунтів УААН. Вклад цього інституту у розвиток ґрунтозахисної науки з кожним роком стає все більш суттєвим. Нині вченими і спеціалістами виробництва сформульовані загальні принципи протиерозійних грунтозахисних заходів, в яких обчислені зональні особливості регіонів і переважання того чи іншого виду ерозії.

У районах прояву одночасно водної й вітрової ерозії особливо велике значення має безполицевий обробіток ґрунту, мульчування, сівба куліс, смугові посіви культур, регулювання випасу і поліпшення пасовищ, насадження лісових смуг, залісення вітроударних схилів, застосування полімерів-структуроутворювачів та інших препаратів, що підвищують стійкість грунтів проти руйнування водою і вітром.

Встановлено, що збереження на поверхні ґрунту рослинних решток при застосуванні грунтозахисного обробітку -- найбільш простий і доступний метод для запобігання як вітрової (зниження швидкості вітру), так і водної (зменшення руйнівної дії опадів) ерозії.

Розглянемо більш детально елементи протиерозійної системи. Мета протиерозійних заходів при перевазі водної ерозії -- створення умов, що перешкоджають формуванню струмків на верхніх елементах схилу.

Прийнята така класифікація категорій змитості: слабозмиті ґрунти (втрати від ерозії гумусу в шарі 0-50 см становлять 10-20%), середньозмиті (20-50%) і сильно-змиті (понад 50%).

Найбільш ефективними підходами до вирішення питання охорони ґрунтів є визначення допустимих втрат ґрунту, виявлення найбільш суттєвих факторів розвитку ерозії.

Допустимі межі змиву для грунтів чорноземного типу -- від 3 до 5 т/га. Однак вважається, що для умов України допустимий змив не повинен перевищувати 0,2-0,5 т/га, тому що навіть така втрата не в усіх випадках компенсується підвищенням грунтової родючості.

Протиерозійну організацію території визначають: склад, співвідношення сільськогосподарських угідь і заходи по підвищенню їх продуктивності; типи івиди сівозмін; прийоми підвищення родючості ґрунтів; кількістьмежі і розміщення виробничих ділянок, сівозмін, гідротехнічних споруд, лісосмуг, обсяги ґрунтозахисних робіт, спеціалізація господарства і його виробничих підрозділів.

Змиті грунти розміщені на схилах смугами різної ширини при крутизні до 3° переважають незмиті й слабозмиті ґрунти, при 3-5° -- слабо- і середньозмиті, а при схилі понад 5° -- сильнозмиті.

Протиерозійна організація території дає можливість зменшити змив на 50%, додаткове смугове розміщення культур -- на 70, а поєднання земляних валів з контурним обробітком грунту -- на 90%.

Для районів достатнього зволоження з розвиненою водною ерозією буде допустимий спрощений варіант без лісових насаджень із спорудженням на водозборі тільки одних пологих прохідних улоговин або тимчасових борозен і каналів, які нарізають восени і зарівнюють рано навесні спеціальними знаряддями.

Одне з головних місць у зменшенні водної і вітрової ерозії грунтів займають ґрунтозахисні прийоми обробітку ґрунту, які умовно поділяють на дві групи: загальні й спеціальні. До загальних належать оранка впоперек схилу, плоскорізний обробіток, чизелювання та інші, до спеціальних -- лункування, переривчасте борознування, утворення мікролиманів, обвалування, щілювання, кротування, грунтопоглиблення, глибоке смугове розміщення та ін.

В останні роки в районах прояву ерозії (водної й вітрової) все більше поширення одержує плоскорізний обробіток ґрунту. Відмічено, що на схилових землях Лісостепу України плоскорізний обробіток зменшував змив в 6-13 разів, збільшував запаси вологи в ґрунті на 20-40 мм.

На південному сході застосовують гребенево-кулісний обробіток. Він полягає в тому, що стерня і рослинні рештки формуються в щільні стерньові куліси і водопоглинаючі елементи й розміщуються у вигляді безперервної стрічки впоперек схилу. Гребенево-кулісний обробіток виконують плугом, на якому замість передплужників встановлені плоскі диски.

Нині дуже поширене осіннє чизелювання грунту. Чизельні знаряддя дають можливість обробляти грунт без обертання на глибину до 45 см.

За екологічною ефективністю чизельний обробіток виявився кращим порівняно з оранкою і плоскорізним обробітком, але порівняно з останнім не було виявлено його переважного впливу на врожайність.

Вважається, що головною рушійною силою в області охорони ґрунтів є загальне розуміння необхідності збереження і поліпшення родючості ґрунтів, що, безперечно, є найважливішою умовою ґрунтозахисного руху в нашій країні.

Переущільнення грунту і заходи щодо його зменшення

В умовах інтенсивного ведення сільськогосподарського виробництва значно посилюється вплив на грунтоходових систем сільськогосподарських агрегатів.

Незмінним супутником росту енергонасиченості машин є значне збільшення їх маси. Так, експлуатаційна маса трактора К-701 становить 13,5 т, а посівного агрегату з ним і новою широкозахватною сівалкою СЗС-12, заван таженої насінням понад 25 т. Маса комбайну «Дон-1500» із заповненими бункерами становить понад 18 т.

За даними Естонського НДІ землеробства і меліорації, за період підготовки грунту до збирання врожаю різноманітні машини проходятьпо полю 5-15 разів. Сумарна площа слідів ходових систем нерідко вдвоє перевищує площу поля, а на поворотних смугах -- в 6-20 разів. Внаслідок цього різко погіршуються такі важливі для росту і розвитку рослин властивості ґрунту, як щільність, твердість, повітро- і водопроникність.[5]

При разових проходах тракторів по полю щільність ґрунту (чорнозем типовий глибокий) може перевищити 1,3-1,35 г/см3 (верхня межа оптимального ущільнення для більшості сільськогосподарських культур), твердість -- досягти допустимої межі (20 кг/см2), вміст повітря в орному шарі -- знизитися нижче критичного рівня (15%), а водопроникність ґрунту -- зменшитися до 40-30 мм/г і нижче.

Внаслідок пластичної деформації ґрунту після проходу коліс тракторів на поверхні поля утворюється колія, яка погіршує мікрорельєф, робить його більш ерозійнонебезпечним, збільшує поверхню випаровування тощо. Вже після декількох проходів різних тракторів, особливо Т-150К, ущільнення чорнозему типового проявляється на глибині 0,5-0,6 м. Отже, при багаторазових проходах тракторів грунт переущільнюється і в орному шарі.

Наслідком цього є зниження врожайності зернових і просапний культур на 15-30% (контроль -- ділянки з оптимальним ущільненням). Однак переущільнення ґрунту не можна вважати неминучим, для його запобігання необхідно:

при ранньовесняному боронуванні застосовувати тільки гусеничні трактори, що мають невеликий тиск на ґрунт;

застосовувати мінімалізацію обробітку ґрунту, поєднання операцій, зменшення глибини розпушення, збільшення ширини захвату агрегатів;

всі роботи по вирощуванню сільськогосподарських культур проводити при фізичній спілості грунту і його вологості 20-22%;

переважно використовувати гусеничні трактори, обмежувати застосування колісних тракторів типу К-700;

виключати проходи сільськогосподарських агрегатів та інших машин по полю без потреби;

заправляти агрегати насінням, добривами, паливом тільки на краю поля без заїзду на нього транспортних засобів;

широко застосовувати маршрутизацію руху машинно-тракторних агрегатів при вирощуванні сільськогосподарських культур, тобто більшість технологічних операцій виконувати при рухові агрегатів по одних і тим же коліях;

розпушувати і зарівнювати сліди від коліс тракторів і сільськогосподарських машин;

на ущільнених грунтах бажано проводити глибокий безполицевий або чизельний обробіток, який забезпечує добре розущільнення, руйнує плужну підошву і дає можливість нагромаджувати і зберігати вологу в ґрунті;

для підвищення стійкості ґрунтів проти ущільнення слід ширше застосовувати звичайні прийоми окультурення (внесення органічних добрив, кальційвмісних меліорантів тощо), мульчування поверхні ґрунту.

3.2 Рекультивація земель

Розширення видобування корисних копалин, особливо відкритим способом, призвело до утворення великих площ порушених земель. Порушення природних ландшафтів гірничорудної промисловості пов'язується з нанесенням навколишньому середовищу дуже великих втрат. Окремі кар'єри займають площі до 2,5-3 тис. га, їх глибина -- до 100-200 м і більше. Внаслідок цього знищується рослинність, руйнується грунтовий покрив, знижується рівень підґрунтових вод, відбувається запилення водного і повітряного басейнів, втягуються в техногенний процес ландшафтоутворення, екологічно невластивих, а частіше біологічно шкідливих геохімічних елементів, які виносяться на поверхню в кількості, що набагато перевищує їх вміст у звичайному кругообігу. Встановлено, що порушені ділянки несприятливо впливають на територію, приблизно в 10 разів перевищують площу вогнищ безпосереднього порушення. У багатьох випадках оброблені ділянки перетворюються в покинуті землі, а хаотична поверхня їх часто нагадує індустріальні пустелі.

Однією з умов успішної рекультивації земель є ґрунтування товщини знятого родючого шару ґрунту з ділянкою, що відводять під гірничі розробки. Рекомендується знімати найбільш родючу частину грунтового профілю товщиною 45-50 см південних і 55-60 см чорноземів звичайних.[6]

Технологію створення рекультивованих земель доцільно будувати так, щоб зібрану чорноземну масу безпосередньо вкладати на підготовлену (попередньо сплановану) поверхню промислових відвалів. У такому випадку рекомендується складати цю масу в окремі штабелі чи бурти висотою 5-15 мм. При тривалому зберіганні їх засіваютьбагаторічними бобовими травами. Для відбудови ґрунтів рекомендована товщина ґрунтового шару 40-60 см як та, що забезпечує врожаї зернових культур на рівні непорушених земель.

На рівень родючості насипного шару чорнозему впливають склад і властивості підстилаючих гірських порід, на які його кладуть. Найбільш сприятливими гірськими породами є лес, лесоподібні й червоно-бурі суглинки, піщано-глинисті відклади. Несприятливими є мергель, вапняки, крейда, скельні відклади тощо.

Розроблено комплекс агротехнічних прийомів на рекультивованих землях. Рекомендовані два види польових сівозмін: парозернопросапні (чистий пар -- озима пшениця -- кукурудза на зепно -- горох -- озима пшениця, зайнятий пар або еспарцет -- озима пшениця -- кукурудза на силос -- озима пшениця) і трав'яно-зернопросапні (ярі колосові з підсівом багаторічних трав -- багаторічні трави -- багаторічні трави -- багаторічні трави -- озима пшениця -- кукурудза на зерно -- горох -- озима пшениця -- соняшник). Перший вид сівозмін впроваджують на рекультивованих землях з насипним шаром чорнозему глибокого 40-60 см, другий -- на рекультивованих землях з меншим шаром чорнозему і родючості насипної маси при підстиланні її нелесовими породами.

На рекультивованих землях необхідно вносити на 20-30% більші норми органічних і мінеральних добрив, ніж поруч з ними розташованих староорних чорноземах.

Перспективними для вирощування на рекультивованих землях виявилися лікарські рослини: ромашка аптечна, календула (нагідки) лікарська, безсмертник піщаний, звіробій простромленолистий, подорожник великий.

На рекультивованих землях можна створювати садові агроценози з врожайністю сім'ячкових плодових культур 73-245 ц/га, кісточкових -- 30-129 і ягідних -- 20-45 ц/га. Для цього застосовують локальне внесення чорнозему в садивні ями (довжиною 1,4 м, шириною і глибиною 0,7 м) і траншеї (шириною і глибиною 0,7 м).

Для поліпшення водного режиму Грунту рекомендується влаштування водоупорів на глибині 100-120 см. Це сприяє додатковому нагромадженню 40- 60 мм продуктивних запасів вологи.

На залишеній частині порушених площ (25-30%), які являюсь собою останні гірські вироби і прилеглі до них схили, різні траншеї, відкоси зовнішніх і внутрішніх відвалів тощо, формуються біокісні системи іншого цільового призначення (без ґрунтового покриття). Це лісові насадження, кормові й мисливські угіддя, водойми, рекреаційні зони, будівельні та інші об'єкти.

ВИСНОВКИ

Моніторинг грунтів є системою спостереження за станом земельного фонду з метою своєчасного виявлення змін, їх оцінки, відвернення та ліквідації наслідків негативних процесів.

Спостереження за станом земель і ґрунтів та вмістомуних забруднювальних речовин здійснюють 6 суб'єктів моніторингу: МНС (Державна гідрометеорологічна служба), Мінприроди (Державна екологічна інспекція), МОЗ (санітарно-епідеміологічна служба), Мінагрополітики, Держкомлісгосп, ДержкомземУкраїни.

Визначивши напрямки охорони грунтового покриву я виявила, що у багатьох регіонах нашої планети руйнування грунтового покриву досягло катастрофічних розмірів. За останній час у світі втрачено понад 2 млрд. га сільськогосподарських угідь і близько половини з них -- внаслідок вітрової й водної ерозії. Вирубуються ліси, деградуються пасовища, руйнується гумусовий шар ріллі. Негативними наслідками є вітрова та еродна ерозія.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

Якість грунтів та сучасні стратегії добрення / За ред. Д. Мельничука, Дж. Хофман, М. Городського . - К.: Арістей, 2004. - 488с.

Моніторинг довкілля: підручник/ [Боголюбов В. М.,Клименко М.О., Мокін В.Б. та ін.]; під ред. В.М. Боголюбова. [ 2-е вид., перероб. і доп.]. - Вінниця : ВНТУ, 2010. - 232 с.

Писаренко В. М. Агроекологія/ Писаренко В. М., Писаренко П. В., Писаренко В. В. - К.: Полтава, 2008. - 318 с.

Агроеологія: Навч. посібник / О.Ф. Смаглій, А.Т. Кардашов, П.В. Литвак та ін. - К.: Вища освіта, 2006. - 671 с.: іл..

Охорона грунтів: Навч. посібник./М. К. Шикула, О.Ф. Гнатенко, Л.Р Петренко, П.В. Капштик. - К.: Т-во «Знання», КОО, 2001.- 398 с.

Грабак Н.Х., Топіха І.Н. та iн. Основи ведення. К. , 2005. - 796 с.

Назаренко І.І., Польчина С.М. Нікорич В.А. Грунтознавство: Підручник. - Чернівці: Книги - XXI, 2004. - 400 с

Статистичні дані про друковані засоби масової інформації [Електронний ресурс] . - http://ebooktime.net/book_17_glava_2_%D0%92%D0%A1%D0%A2%D0%A3%D0%9F.html

Статистичні дані про друковані засоби масової інформації [Електронний ресурс] . - http://www.e-gost.org.ua/

Статистичні дані про друковані засоби масової інформації [Електронний ресурс] . - http://referatu.com.ua/oldreferats/5534/133615

Размещено на Allbest.ru