Екологічно безпечне використання осушених торфовищ Лісостепу України

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Екологічно безпечне використання осушених торфовищ Лісостепу України

У нинішніх складних для сільськогосподарського виробництва економічних умовах надзвичайно актуальними є екологічні питання ведення сільськогосподарської діяльності. Особливо це стосується осушених, зокрема органогенних земель на яких у результаті антропогенного втручання відбувається зміна водного, повітряного та поживного режимів, внаслідок чого вони набувають досить динамічних властивостей і здатні до деградації.

Широкомасштабні роботи з осушення гідроморфних грунтів, що інтенсивно проводились у минулі роки були спрямовані на збільшення виробництва валової продукції сільського господарства у гумідних регіонах, тобто на інтенсифікацію продуктивних функцій гідроморфних грунтів. Реальне послаблення, а то й небезпека повної руйнації торфового шару грунту за умови осушення у перспективах меліорації майже не враховувалась. Внаслідок чого, різке погіршення агрофізичних показників перезволожених і болотних земель під впливом осушення у кінцевому підсумку призвело до відчутних збитків у сільськогосподарському виробництві, а також сприяло деградації всієї системи функціонування гідроморфних агроландшафтів та погіршенню екологічного стану довкілля.

Основною причиною деградації органогенних грунтів після меліоративного освоєння та подальшого сільськогосподарського використання є різке перевищення процесів розкладу органічної речовини над її синтезом. Це питання досить детально і давно вивчається як нашими науковцями так і зарубіжними дослідниками, але на сьогоднішній день через зімни в поглядах на використання органогенних ґрунтів, вчені не дійшли одностайної думки в способах використання староорних торфовищ.

Так, дослідженнями німецьких вчених Burgharust W. [1], Watson D.N. [2] та ін. встановлено, що навіть при довготривалому використанні (100-150 років) боліт у сільськогосподарському виробництві щорічні втрати органічної речовини складають до 10 т/ га, а тому потужність торфового шару продовжує зменшуватись. Отже, не дивлячись на те, що процеси мінералізації органічної речовини дещо уповільнюються в часі, повністю їх зупинити не вдається, тому загроза зникнення торфового горизонту є реальною.

Одним із основних завдань землеробства на торфових ґрунтах є збереження їх органічної частини. Слід відмітити, що при існуючих технологіях вирощування сільськогосподарських культур регулюванням водного режиму в агрономічно доцільних межах неможливо зупинити розклад органічної речовини, так як величина вологості оптимальна для росту рослин співпадає з оптимальною для розвитку процесу мінералізації. Правильним регулюванням водного режиму, можна лише дещо загальмувати спрацювання торфовищ [3,4].

На втрати органічної речовини цих ґрунтів значно впливає характер їх використання, в середньому в сівозміні щорічно мінералізується 7-8 т/га органічної речовини, а під просапними культурами до 10-12 т/га [4]. Дані процеси посилюються з півночі на південь з ростом активних температур. Використання органогенних ґрунтів під багаторічні трави в умовах Полісся України скорочує втрати торфу до 3-3,5 т/га, проти 7-10 т/га в сівозміні [5].

Значно зменшується інтенсивність мінералізації при внесенні мінеральних добрив, скороченні кількості обробітків ґрунту та підвищенні його вологості [6,7]. Вивчення принципів та способів регулювання темпів мінералізації торфу є одним з найважливіших завдань сучасних досліджень, головною складовою системи землеробства на осушених землях та визначальним фактором регулювання ґрунтотворного процесу [8,9,10].

Специфічні агрохімічні та водно-повітряні показники осушуваних органогенних ґрунтів визначають продуктивність вирощуваних культур, впливають на основні фактори родючості та екологію меліорованих земель. Врахування цих показників є обов'язковим при переході на ландшафтно-адаптивне, природоохоронне землеробство орієнтоване на створення високопродуктивних екологічно збалансованих агро ландшафтів, основною складовою яких є науково обґрунтовані, раціональні в усіх відношеннях, лучно-кормові сівозміни.

Існує думка щодо повної відмови від ведення сільськогосподарського виробництва на всіх меліорованих землях мотивуючи це необхідністю скорочення площі ріллі в Україні. Вже осушені землі пропонується залужити чи залісити або навіть піддати їх вторинному заболоченню. З цими твердженнями важко погодитись з слідуючих причин: по-перше, в освоєння боліт вкладені значні матеріальні ресурси, які повинні давати віддачу. По-друге, в Україні існують окремі території, зокрема в зоні Полісся, де інших земель (не меліорованих) просто немає. І останнє, відмова від сільськогосподарського використання освоєних органогенних земель це не розв'язання проблеми, а лише ухилення від неї. Тому на сьогодні виникла необхідність знайти шляхи підвищення ефективності використання осушених земель при допомозі найбільш вигідних ресурсозберігаючих та природоохоронних технологій.

Оскільки, загальна площа осушених органогенних земель, які перебувають в сільськогосподарському використанні у нашій державі, складає близько 1 млн. га. Тому перед сучасною наукою постало питання: «Як використовувати ці землі, щоб окупити значні матеріальні кошти, вкладені в їх освоєння, і одночасно зберегти ці грунти від деградації?». Численними дослідженнями науковців встановлено, що інтенсивність протікання процесів мінералізації в значній мірі залежить від біологічної активності грунту, а саме - життєдіяльності грунтових мікроорганізмів, які розкладають органічну речовину. Мікробіологічна активність, в свою чергу, величина досить динамічна і залежить від багатьох факторів основними з яких є: температура, вологість, спосіб використання грунту, внесення добрив, тощо. Причому оптимальні умови для росту і розвитку сільськогосподарських культур є одночасно найбільш сприятливими для життєдіяльності грунтової мікрофлори.

З метою з'ясування питання щодо впливу способу використання осушених земель на мікробіологічну активність грунту в стаціонарному досліді по вивченню кормових сівозмін на староорних глибоких торфовищах (глибина органічного горизонту 2.5-3.0 м) Панфильської дослідної станції Інституту землеробства УААН були проведені відповідні дослідження.

Інтенсивність мікробіологічних процесів ми вивчали методом аплікацій, який базується на здатності грунтової мікрофлори розкладати лляну тканину. За втратою її маси можна робити висновок про інтенсивність мінералізації по шкалі: дуже слабка - менше 10%, слабка - 10-30%, середня - 30-50%, сильна - 50-80% і дуже сильна - більше 80%.

Наші дослідження проводились в двох шестипільних сівозмінах та на беззмінних посівах просапних культуру, в нашому випадку це була кукурудза, та на беззмінних посівах багаторічних трав.

Варіанти досліду були такими:

1-й. Сівозміна-1 - багаторічні трави-67%, просапні - 33%;

2-й. Сівозміна-2 - багаторічні трави - 67%, однорічні трави - 16.5%, просапні - 16.5%.

3-й. Беззмінні посіви багаторічних трав.

4-й. Беззмінні посіви кукурудзи на силос.

Мінеральні добрива вносили за схемою наведеною в таблиці.

У середньому за 5 років в наших дослідженнях найвищою інтенсивність розкладання клітковини була при вирощуванні однорічних культур, особливо просапних - до 60% на початку вегетацій та майже до 80% під час активної вегетації (див. табл.). Якщо порівняти інтенсивності мінералізації на полях з травами старших років використання, прослідковується досить чітка закономірність її зменшення порівняно з просапними культурами та травами 1-го та 2-го років користування, причому чим старший вік трав, тим ця різниця більша.

Втрати клітковини в орному шарі під багаторічними травами та однорічними культурами (середнє за 1997-2001 рр.)

мінералізація торфовище сільськогосподарський екологічний

Максимальні втрати тканини 6.11-8.61 грам, що складає 64.3-87.9%, зафіксовано на посівах кукурудзи на силос, яка вирощується в беззмінних посівах. Тоді як при висіванні даної культури в сівозміні, - втрати нижчі на 6-8%, ніж при беззмінному вирощуванні.

Внесення мінеральних добрив, під однорічні культури в дозі N₉₀ P₆₀ K₁₈₀ та під трави, в розрахунку N₁₅₀ P₆₀ K₁₈₀, призводить до зниження інтенсивності мінералізації органічної речовини на 2-5%. На нашу думку, це відбувається внаслідок пригнічення діяльності ґрунтової мікрофлори хімічними компонентами, які входять до складу мінеральних добрив.

Результати досліджень свідчать, що найбільш інтенсивно розклад тканини під багаторічними травами проходить в перший рік їх вирощування. Відповідно на початку вегетації розклалося - 53.0-58.9% і під час активної вегетації - 65.4-75.2%. Особливо високі показники втрати клітковини - 73.1-75.2% спостерігались під травами, які висіяні відразу після двох просапних культур (сівозміна 1). Це пояснюється розпиленістю торфового ґрунту внаслідок інтенсивного його обробітку під просапними культурами в попередні роки та значною глибиною обробітку орного шару.

У другій сівозміні, де польовий період включає одну просапну культуру і один рік посів проміжних однорічних, відмічається зменшення величини мінералізації в цілому на 2-4%. Така ж закономірність спостерігається при порівнянні інтенсивності мінералізації під травами 1-го року використання в сівозміні 2 і при вирощувані їх в беззмінних посівах.

З старінням травостою чітко простежується затухання активності грунтової мікрофлори (див. табл.), що призводить до зниження ступеня мінералізації органічної речовини. Так, на травах 3-го року використання мінералізація була середньою - 3,59-4,27 грамів, або 35.4-37.2%, а на травах 5-го року - слабкою - 2,59-3,61 грамів, що у відсотках складає - 25.4-30.2.

З метою більш поглибленого вивчення цього питання нами визначались втрати клітковини під багаторічними луками (старше 10 років) у тимчасовому досліді на тих же ґрунтових відмінах на яких був закладений основний дослід. Одержані результати свідчать, що розкладання клітковини тут мінімальне - 1.49-2.67 грам, або менше 20%.

При внесенні добрив під трави (N₁₅₀Р₆₀К₁₈₀), відмічається тенденція до зменшення втрат тканини на 2-4%, що свідчить про пригнічення процесів мінералізації під впливом застосування мінеральних добрив. Така ж закономірність спостерігається і на полях просапних культур.

Отже, результати наших досліджень переконливо свідчать, що висівання різних за агротехнічними особливостями культур істотно впливає на біологічну активність ґрунту. Так, довготривале залуження торфовищ сприяє зниженню мікробіологічної активності ґрунту, а отже і зменшенню інтенсивності мінералізації органічної речовини. Такий спосіб використання торфовищ є найбільш бережливим, з точки зору, загального зменшення накопиченої протягом тисячоліть органіки. Причому чим довший період використання трав, тим процеси гальмування темпів мінералізації протікають інтенсивніше. І навпаки, при руйнуванні дернини трав і посіві однорічних культур, особливо просапних, зростає біологічна активність ґрунту і, як наслідок, збільшується інтенсивність розкладу органічної речовини. Тому введенням сівозмін з правильним поєднанням лучного та польового періодів можна досить суттєво регулювати темпи мінералізації торфу, мобілізуючи природну родючість даних ґрунтів та запобігаючи непродуктивним втратам органіки.

Введення повторних посівів просапних культур, приводить до інтенсивної мінералізації торфу внаслідок чого знижується родючість та зменшується продуктивність органогенних грунтів. Довготривале використання осушених торфово-болотних грунтів таким способом може привести до повної втрати органічного горизонту. Просапні культури, також погано захищають органогенні грунти від розвитку вітрової ерозії, що може призвести до виникнення пилових бур, особливо на початку вегетаційного періоду.

Беззмінні посіви багаторічних трав слід запроваджувати там де спрацювання органогенного шару досить істотне (органічний горизонт менше 1 м), а торф сильно розкладений. На територіях де органічний горизонт менший 50 см слід відмовитись від ведення сільськогосподарського виробництва взагалі і організовувати на них природоохоронні, мисливські та рекреаційні зони.

Отже, найбільш екологічно-безпечним способом використання осушених торфовищ є запровадження на них - кормових сівозмін з коротким (до 1-2 років) польовим періодом та відповідним удобренням. При цьому вдається поєднати дві діаметрально протилежні вимоги інтенсивне (на скільки це можливо) використання та максимальне збереження органогенних грунтів.

Література

1. Burgnadt W. Cinfbusse von Moorbodeneigem Hagre aus die hapillare Wassernachleigerund. Z. Pllanzenemans. Bodenh. 1981. N.3 s. 343-355.

2. Watson D.H. Fertilize problem in tne gens. - Fisons Adriculteral Techical Information, 1988. Shring. P. 23-26.

3. Stonts J.D. Ashects of microbiology and oxidation of wicheb fensoil. - Soil Biol. Biochem., 1971, Vol. 3, №1, p. 9-25.

4. Землеробство на осушених землях / Цюпа Н.Г., Бистрицький В.С., Слюсар І.Т. та ін. / Під. ред. Н.Г. Цюпи. - К.: Урожай, 1990. - 184 с.

5. Мостовый М.П. Влияние осушения и сельскохозяйственного использования торфяно-болотных почв на изменения их плодородия и сработку торфа // Охрана и использование мелиорации. - К.: Изд-во СОПСа, УССР, АН УССР, 1983. - Вып. 1. - С 71 - 73.

6. Бамбалов Н.И. Баланс органического вещества торфяных почв и методы его изучения. - Минск: Наука и техника, 1984. - 175 с.

7. Вознюк С.Т., Оліневич В.О., Олійник В.С. Перезволожені грунти та їх меліорація. - К.: Урожай, 1984. - 104 с.

8. Трускавецкий Р.С. Особенности и направление трансформации мелиорируемых торфяных почв Полесья и Лесостепи УССР // Почвоведение, 1980. - №7. - С. 112-120.

9. Слюсар І.Т. Охорона органогенних грунтів та навколишнього середовища при сільськогосподарському використанні осушуваних земель // Вісник с.-г. науки. - К.: Урожай, 1995. - №7. - С. 48 - 53.

10. Методичні рекомендації по застосуванню високоефективної системи землеробства на осушуваних органогенних грунтах Лісостепу України / Слюсар І.Т., Шатакал М.І., Вергунов В.А. та ін. / Під ред. І.Т. Слюсаря. - К.: Інститут землеробства УААН, 1996. - 16 с.

Размещено на Allbest.ru