Ресурсозбережувальне окультурювання кислих ґрунтів як чинник їх ефективного функціонування

Встановлено, що найбільша біологічна (целюлозолітична) активність у дерново-підзолистому ґрунті спостерігається до глибини 20 см. Внесення органо-мінеральних добрив за традиційною технологією окультурювання ґрунту збільшує підвищення цього показника у порівнянні з контролем майже в 2,4 рази, адже за умов традиційної технології в ґрунт внесено значну кількість поживних речовин. За технологією локального окультурювання в ґрунт внесено у чотири рази менше органічної речовини, а біологічна активність у порівнянні до контролю, зростає в 2,7 рази. Висока біогенність пояснюється відносно більшою зосередженістю добрив на кожний кілограм ґрунтової маси у локальних зонах. Особливо важливим є й те, що біологічна активність ґрунту між локальними осередками також суттєво збільшується - майже в 1,3 рази порівняно з контролем.

Встановлено, що застосування різних технологій окультурювання дерново-підзолистого ґрунту суттєво впливає на формування його мікробного ценозу. Локальне окультурювання призводить до зосередження мікроорганізмів у просторі, обмеженому стрічкою органо-мінеральних добрив і частиною прилеглого до неї ґрунту. У локальних зонах (осередках) чисельність таксономічних груп мікроорганізмів була істотно більшою, ніж у зоні між стрічками. При цьому безпосередньо в локальних осередках чисельність грибів була вище у 8,4 рази, актиноміцетів - 2,8, бактерії, які засвоюють органічний азот - 2,2, а мінеральний - у 2,8 рази. Якщо порівняти чисельність таксономічних груп мікроорганізмів, що знаходиться у локальних зонах з їх чисельністю у зоні, яка знаходиться нижче осередків, то ця різниця стає ще більш відчутною. Так, у локальних осередках чисельність грибів була вище у 10,3 рази, актиноміцетів - 3,8, мікроорганізмів, які засвоюють мінеральний азот - 6,4, а органічний - у 4 рази.

Просторова диференціація мікрофлори у кореневмісному шарі дерново-підзолистого супіщаного ґрунту відбувається і у післядії локального внесення органо-мінеральних добрив. За результатами біологічних та агрохімічних досліджень засвідчено, що навіть на п'ятому році післядії окультурені ґрунтові осередки не втрачають своїх високих біогенних і трофних функцій, а процеси саморегуляції родючості в окультурених ґрунтових осередках досягають максимальної інтенсивності.

Інфрачервоні спектри поглинання чорнозему опідзоленого також підтверджують високу ефективність застосування технології локального окультурювання (рис. 4).

1 - контроль; 2- традиційна технологія;

3 - локальна технологія (у зоні); 4 - локальна технологія (між зонами)

Рис. 4. Інфрачервоні спектри поглинання чорнозему опідзоленого

Інфрачервоні спектри зазначеного ґрунту мають чітко виражений “монтморилонітовий” тип, обумовлений наявністю головного максимуму в області 1000 см-1 та відповідного плеча в області 1100 см-1. При внесені у ґрунт вапняного меліоранту і добрив врозкид, як це передбачено традиційною технологією окультурювання, це плече зникає і залишається чітко виражена смуга поглинання з максимумом 1000 см-1. В локальних стрічках цей максимум зміщений у бік короткохвильової області спектру - 1030 см-1, а між локальними стрічками спостерігається дублет (роздвоєння смуги) відповідно, 1040-1000 см-1. Все це свідчить, що у локальних осередках і біля них концентрація СаСО3 і лабільних органічних речовин значно вища, ніж за традиційною технологією окультурювання ґрунту і є підтвердженням вищенаведеної тези щодо інтенсифікації процесів самовідтворення родючості ґрунтів.

У локальних зонах по іншому йдуть процеси перетворення речовини і енергії, які обумовлені синтезом і розкладом органічної, мінеральної і біологічної маси, посиленням біологічної, фізико-хімічної та хімічної активності ґрунтів. Це спостерігається через зниження рівня кислотності, зв'язування шкідливого для рослин алюмінію, позитивними змінами азотного, фосфорного, калійного та інших режимів тощо, а також через підвищення біологічної та мікробіологічної активності, збільшення вмісту окремих катіонів тощо. Все це свідчить про активну пролонгацію дії внесеного органо-мінерального добрива (післядія якого спостерігається на п'ятому році), що сприяє поступовому окультурюванню кислих ґрунтів.

Глибоко занурені у ґрунт локально окультурені ґрунтові осередки дозволяють: створити гетерогенний склад кореневмісного шару ґрунтового середовища, що робить це середовище сприятливим для рослин з різними фізіологічними вимогами, в залежності від їх біології; забезпечити саморегуляцію (самовідтворення) родючості завдяки штучно створеному високобуферному органо-мінеральному комплексу; виключити небезпеку передозування елементів живлення та раптового підвищення концентрації ґрунтового розчину, що може викликати стрес у рослин; значно знизити втрати (вимивання, випаровування) продуктивних речовин і підвищити коефіцієнт використання добрив та меліорантів; оптимізувати процеси гумусоутворення в комфортних осередках ґрунту та накопичення органічних речовин; підвищити вологоємність ґрунту і запаси продуктивної вологи в кореневмісному шарі ґрунту, що дозволяє поліпшити водозабезпечення рослин у посушливі періоди вегетації та в екстремальні за погодних умов роки; створити комфортні екологічні ніші для розвитку кореневої системи; інтенсифікувати мікробіологічні процеси та ферментативну активність.

Позитивні якісні зміни у ґрунтах, які відбуваються при використанні технології локальної окультурювання кислих ґрунтів, доведено результатами агрохімічних, біологічних, та термодинамічних досліджень, а також за допомогою методу інфрачервоної спектроскопії.

Дослідженнями встановлено, що на агрофонах локального окультурювання, незважаючи на істотне зменшення доз органічних добрив, урожай силосної маси кукурудзи не знижувався. У середньому за 4 роки він становив 366 ц/га, що рівноцінно традиційному ресурсовитратному окультурюванню _ 364 ц/га.

Отже, інтенсифікація саморегуляційних процесів і самовідтворення родючості у ґрунтах свідчить про те, що у локальних зонах відбувається цілеспрямована зміна напрямку культурного ґрунтотворного процесу у бік підвищення продуктивності і екологічної стабільності ґрунтів.

Нормування добрив для окультурювання кислих ґрунтів з використанням графічних моделей буферності. Одним із вирішальних факторів поліпшення агроекологічних властивостей і підвищення родючості кислих ґрунтів, з одночасною економією матеріальних та енергетичних ресурсів, є розробка принципово нової методології розрахунків оптимальних доз застосування добрив і меліорантів.

Найбільш поширеними методами нормування доз вапняних меліорантів є розрахунки за гідролітичною (Нг) та за обмінною кислотностями. Найбільш суттєвим недоліком методу за показником Нг є те, що для встановлення потреби ґрунту у вапні береться результат, який отримують при взаємодії ґрунту з 1н розчином оцтовокислого натрію, тоді як для регулювання кислотності в ґрунт вносять твердий (молотий) порошок СаСО3. Реакція ґрунту з СН3СООNa і СаСО3 йде неоднаково, і кінцеве значення рН суттєво відрізняється від розрахункового (Д.С. Орлов, 1985). Крім цього, лужний розчин оцтовокислого натрію здатен витягти з ґрунту навіть ті протони, які не мають ніякого відношення до утворення ґрунтової надлишкової кислотності і до якої сільськогосподарські культури індиферентні. Але ж на їх нейтралізацію теж розраховуються дози вапна за цим методом, а це вже пряма похибка, яка призводить до перебільшення доз вапна (Ю.Л. Цапко, 2003). Неточності і прорахунки має й методика розрахунку нормативів витрат вапнякових меліорантів за обмінною кислотністю на підставі зрушення рН сольового на 0,1. Для такого зрушення в різних інтервалах рН ґрунту треба застосовувати різну кількість вапна. Наприклад, при доведенні ґрунту з вихідного рН 4,5 до рН 5,0 для зрушення рН на 0,5 (рН=0,5) потрібно вдвічі більше вапна, ніж при зрушенні рН із 5,5 до 6,0.

Нами запропоновано діагностику, оптимізацію та прогнозування кислотно-лужного стану конкретного ґрунту здійснювати шляхом: визначення оптимальних значень рН ґрунтового розчину для сільськогосподарських культур; побудови графіку рН-буферності для конкретного ґрунту з відокремленням оптимальних зон рН на графіку; визначення оптимального рівня рН ґрунту в межах конкретної сівозміни, для досягнення якого треба розрахувати дозу меліоранту; розрахунку і внесення відповідної дози меліоранту в ґрунт з метою досягнення заданого рівня.

У наведеному фрагменті графічної моделі рН-буферності кислого ґрунту (рис. 5) на осі ординат відкладені показники рНводн., а на осі абсцис величина гідроокисно-кальцієвого навантаження на ґрунт. Розрахунки оптимального рівня рН проводимо у такій послідовності. Визначаємо вихідний рН, або місцезнаходження відображувальної точки стану (ВТ) кислотно-лужної рівноваги. В даному випадку вона знаходиться на перетині графіку з віссю ординат і дорівнює 5,4. Відомо, що оптимальні межі рН водн., наприклад, для озимої пшениці становлять - нижня межа 6,3, а верхня 7,5. Якщо на графіку провести від цих значень рН лінії, паралельні осі абсцис до перетинання їх з кривою рН-буферності ґрунту, то відрізок кривої буферності АС (більш виражена лінія) буде відповідати оптимуму рН ґрунту конкретно для озимої пшениці. У наведеному прикладі значення вихідного рН дорівнює 5,4. В цьому випадку треба нейтралізувати зайву кислотність, що традиційно роблять шляхом внесення вапняних меліорантів.

Наприклад, щоб визначити дозу вапна для досягнення у кислому ґрунті рН 6,8 (точка В рис. 5), що дорівнює середньому значенню для озимої пшениці, з точки В опускаємо перпендикуляр на ось абсцис і фіксуємо значення, яке в даному випадку дорівнює 1,4 мекв Са(ОН)2 на 100 г ґрунту. Проекція ВТ на вісь абсцис дорівнює нулю. Отже, кількісна різниця параметрів проекцій між вихідним і заданим рН на вісь абсцис становить 1,4 мекв Са(ОН)2 на 100 г ґрунту.

Рис. 5 Фрагмент графічної моделі рН-буферності кислого ґрунту

Для перерахунку потреби СаСО3на 1 га ріллі необхідно визначитись, який спосіб внесення вапна передбачається: розкидний під оранку (традиційна технологія) або культивацію (технологія підтримувального окультурювання), чи локальний за технологією локального окультурення.

Доза внесення вапна визначається за розробленими нами матричними таблицями, або за формулою:

x = 50 а Kn ,

де х - потрібна кількість вапна (СаСО3), кг на 1 га площі; a - величина добавок Са(ОН)2, яка необхідна для нейтралізації зайвої кислотності, мекв на 100 г ґрунту; 50 - коефіцієнт перерахунку на вапно; Kn - коефіцієнт для розрахунку доз вапна за різних технологій окультурювання ґрунту, який дорівнює для: традиційної технології - 30, технології підтримувального окультурювання - 15 і локального окультурювання - 2.

У наведеному прикладі за звичайною технологією хімічної меліорації кислих ґрунтів (коли внесений меліорант перемішується приблизно з 3000 т ґрунту на кожному гектарі) для досягнення середньої межі оптимуму рН при вирощуванні озимої пшениці потреба у вапні становить 2100 кг/га. Під культивацію потреба у вапні зменшується вдвічі, тобто біля 1050 кг/га, а застосування технології локального окультурювання дозволяє значно скоротити норми вапнякових матеріалів, тому що при цьому внесене вапно перемішується тільки з 200 тоннами ґрунту, а потреба в ньому значно знижується і становить лише 140 кг/га СаСО3. Цю дозу добавляють до комплексного органо-мінерального добрива, яке заготовляють для локального внесення. Зазначимо, що використання ресурсозбережувальної технології локальної меліорації кислих ґрунтів дозволяє більш ніж на порядок зменшити дози вапна.

Нормативне прогнозування темпів підкислення ґрунту за графічною моделлю рН-буферності здійснюють методом зворотного зв'язку. Всі вищенаведені розрахунки слугували алгоритмом для розробки комп'ютерної програми, за допомогою якої розрахунки здійснюються в автоматизованому режимі.

Порівняння розрахунків норм вапняних меліорантів, проведених за різними методами, показують, що найбільш точні результати отримують за методом прямого компостування. Наприклад, при доведені активної кислотності чорнозему опідзоленого з 5,0 до 6,5 одиниць рН потреба у вапні за цим методом складає 1,74 т/га (еталон), за методом рН-буферності ? 2,30 т/га, (відхилення від еталону в 1,3 рази), а за гідролітичною кислотністю ? 5,33 т/га (відхилення від еталону в 3 рази).

Запропонований метод діагностування та оптимізації кислотно-основного стану кислих ґрунтів у порівнянні з традиційними методами (за гідролітичною кислотністю, зрушенням рН та ін.) дозволяє зекономити кошти на здійснення меліоративних заходів на 40-60 %. Аналогічно вищевикладеному, графічні моделі різних видів буферності, зокрема, калій-буферності та фосфат-буферності, дозволяють проводити моніторингові спостереження за зміною калійної та фосфатної функції у ґрунтах і своєчасно здійснювати відповідні агротехнологічні заходи з метою відтворення родючості ґрунтів.

Оптимізація агроекологічного стану ґрунту за умов створення у кореневмісному шарі просторової неоднорідності. Екологічні аспекти застосування ресурсозбережувальної технології локального окультурювання ґрунтів полягають у суттєвому скороченні кількості внесених добрив і меліорантів, їх локалізації у ґрунтовій масі, запобіганні зайвих витрат удобрювальних ресурсів, їх горизонтальній і вертикальній міграції і, відповідно, їх похідних у ґрунтах. Все це у кінцевому результаті сприяє покращанню агроекологічної ситуації на оброблюваних за запропонованою технологією землях. Різку контрастність в інтенсивності вимивання біогенів з дерново-підзолистого супіщаного ґрунту між традиційною технологією його окультурювання і локальною у рік вегетації кукурудзи найяскравіше ілюструють результати лізиметричних спостережень (рис. 6).

Вимивання кальцієвмісних речовин зменшується за технологією локального окультурювання порівняно з традиційною технологією із використанням вапна майже у шість разів (з 215,5 до 35,3 кг/га), водорозчинної органіки у 1,8 (з 21,7 до 12,1 кг/га), нітратів майже у 2,9 рази (з 43,0 до 14,9 кг/га).

Локалізація у кореневмісному шарі ґрунту поживних речовин, які входять до складу КОМД, сприяє й зберіганню від вимивання таких важливих елементів живлення як фосфор, калій та магній. Тим самим технологія локального окультурювання позитивно впливає на чистоту підгрунтових і поверхневих вод, забезпечуючи високий рівень екологічної безпеки при удобренні полів.

Рис. 6. Сезонне вимивання окремих сполук з кореневмісного шару

дерново-підзолистого ґрунту за різних способів окультурення (сільгоспкультура кукурудза)

Суцільна гомогенізація орного шару ґрунту, яка здійснюється за традиційними технологіями, негативно впливає на його екологічну стабільність. Кожне обертання пласту ґрунту, кожний прохід сільгосптехніки, зрушення кислотно-основної рівноваги по всій товщині орного шару, різка зміна поживного режиму негативно впливають на існуючий біоценоз ґрунту і, перш за все, на корисні мікроорганізми та мезофауну.

Особливо важливим є й те, що на межі орного і підорного шарів ґрунту на глибині 25-30 см створюється сприятливий температурний режим. Дослідженнями встановлено, що при температурі повітря біля 33о С вдень (у затінку) і 15о С вночі, коливання температури в шарі розташування локальних осередків зведені до мінімуму. Відносна стабільність температурного режиму сприяє покращенню екологічного стану ґрунтів. Наприклад, стабілізація температури і вологості у ґрунті сприяє покращенню життєвих умов дощових черв'яків (Л.С. Холхоєва, 2004), які є важливими чинниками утворення гумусу, і в цілому оптимізації умов для нормального розвитку і зростання сільськогосподарських культур. Нами встановлено, що за технологією локального окультурювання чисельність дощових черв'яків (в кореневмісному шарі ґрунту) у травні була вище майже у 2,3 рази ніж на контролі, в 1,4 рази ніж на варіанті з традиційною технологією і у 1,2 рази порівняно з технологією підтримувального окультурювання.

Застосування технології локального окультурювання є неперевершеним агрозаходом у стабілізації агроекологічного стану радіоактивно забруднених земель. Проведеними дослідженнями установлено позитивну роль технології локального окультурювання в гальмуванні процесів переходу радіонуклідів із ґрунтового середовища до надземної маси рослин (рис. 7).

Рис. 7. Вплив способів внесення добрив у радіаційно забруднений дерново-підзолистий супіщаний ґрунт на накопичення 137Сs у сільськогосподарській продукції

Ефективність локального внесення добрив спостерігається протягом трьох-чотирьох років, завдяки чому знижується накопичення радіонуклідів у товарній і побічній продукції рослинництва. Застосування технології локального окультурювання зменшує надходження радіоцезію порівняно з контролем в насіння віко-вівса у 1,5 рази, тоді як традиційної лише в 1,1 рази.

За умов локального окультурювання ґрунтів створюються особливі комфортні умови для розвитку кореневої системи рослин у майже незабруднених, збагачених на поживні речовини, органіку та глиняні мінерали ґрунтових осередках. Завдяки зосередженню більшої частини активних поглинальних коренів рослин у локальних зонах, вони отримують поживу із відносно вільних від радіонуклідів осередків ґрунту, що суттєво позначається на їх зростанні та якості. Отже, скорочення загального об'єму активної поглинальної зони, а також відносна „чистота” самого локального осередку дозволяє отримувати більш якісну рослинницьку продукцію. Зрозуміло, що локальні осередки повинні бути максимально насиченні як поживними елементами, так і елементами-антагоністами радіонуклідів, в першу чергу кальцієм та калієм.

Отже, локальне внесення КОМД є ефективним способом зменшення надходження радіоцезію в рослини, і не тільки не поступається традиційній технології, але й здебільшого її перевищує. Застосування ресурсозбережувальної технології локальної меліорації на забруднених радіонуклідами ґрунтах Полісся сприятиме значному покращенню їх агроекологічного стану і збереженню здоров'я людей.

Ефективність ресурсозбережувальних технологій окультурювання кислих ґрунтів. Економічна оцінка застосування різних технологій окультурювання кислих ґрунтів свідчить про переваги нової ресурсозбережувальної технології локального окультурювання перед існуючою традиційною технологією і технологією підтримувального окультурювання. За коефіцієнтом економічної ефективності технологія локального окультурювання в середньому перевищує традиційну майже у 2,6 рази, а технологію підтримувального окультурювання практично в 1,8 рази.

Результати енергетичної оцінки різних технологій свідчать про значну перевагу (за енергетичними показниками) технології локального окультурювання, яка передбачає створення у ґрунті просторової неоднорідності, перед традиційною і технологією підтримувального окультурювання, які передбачають суцільну гомогенізацію за рахунок розкидного внесення добрив і меліорантів на всю орну масу і подальшого їх заорювання. За коефіцієнтом енергетичної ефективності технологія локального окультурювання в середньому перевищує традиційну майже у 1,7 рази, а технологію підтримувального окультурювання практично в 1,3 рази.

Стратегія ресурсозбережувального окультурювання кислих ґрунтів. Виробництво сільськогосподарської продукції на кислих ґрунтах без проведення агромеліоративних заходів заздалегідь приречено на невдачу. Зараз необхідно чітко усвідомити, що тридцятирічний період (1960-1990 рр.) широкомасштабних хімічних меліорацій кислих ґрунтів, які проводили у переважній більшості за кошти держбюджету, відійшов у минуле. На заміну існуючим заходам із окультурювання кислих ґрунтів надходять нові ресурсозбережувальні та екологічно безпечні технології. Мінімізація витрат на проведення меліорації з максимально можливим еколого-економічним ефектом від її проведення - прогресивний і перспективний шлях відродження цього вкрай важливого агрозаходу на кислих землях.

Саме такий підхід до зазначених проблем втілено у розробленій в Національному науковому центрі “Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О.Н. Соколовського” у співпраці з іншими науковими установами та відомствами “Сучасній концепції хімічної меліорації кислих і солонцевих ґрунтів”, яка надрукована у 2008 році за редакцією академіка НААН С.А. Балюка і чл.-кор. НААН Р.С. Трускавецького і одним із авторів якої є дисертант.

Основними положеннями концепції спрямовані на ресурсозбереження, екологічну безпеку та підвищення родючості кислих і солонцевих ґрунтів. У концепції наведена детальна характеристика сучасних агрозаходів з меліорації кислих ґрунтів, серед яких виокремлено традиційну технологію, технологію компенсаційної (підтримувальної) меліорації та технологію локального окультурювання (меліорації) кислих ґрунтів.

Теоретичною основою дисертаційної роботи було дослідження природи походження ґрунтової кислотності, що дозволило встановити механізми її саморегуляції та детально дослідити регуляторну дію окремих чинників формування кислотно-основної рівноваги: гумусових кислот, алюмінію, кальцієвмісних сполук. Встановлено, що основним чинником кислотності у ґрунтах є концентрація іонів гідрогену, це дає змогу при розробці агрозаходів з окультурювання кислих ґрунтів зосередити головну увагу саме на їх нейтралізації і зниженні токсичності відповідно вимог вирощуваних сільськогосподарських культур.

У дисертаційній роботі чітко простежується подальший розвиток теоретичних і практичних положень буферної здатності ґрунтів, який полягає в обґрунтуванні принципів застосування графічних моделей буферності у моніторингових спостереженнях, розробці методології оцінки агроекологічного стану ґрунтів за показниками і графічними моделями буферності та удосконаленні методології нормування добрив і меліорантів.

Показано, що у теперішніх економічних умовах відновлення хімічної меліорації кислих ґрунтів необхідно здійснювати поступово з подальшим нарощуванням обсягів меліоративних заходів. На першому етапі (приблизно 1-2 роки) бажано провапнувати приблизно одну третю частину площ ґрунтів, які потребують хімічної меліорації. Наступний етап повинен охоплювати хоча б дві третини площ кислих ґрунтів від загальної потреби. При цьому у агровиробників повинен бути широкий вибір різних технологій з проведення хімічної меліорації кислих ґрунтів, який базується на засадах точної діагностики та розрахунку доз добрив і меліорантів, а також еколого-економічній обґрунтованості конкретної технології з урахуванням особливостей певної земельної ділянки.

Найбільш злісні за рівнем рН сильнокислі ґрунти, площа яких у державі становить лише біля 600 тис. га, по-перше, можна взагалі вивести з ріллі і залужити, по-друге, провапнувати за традиційною технологією з метою докорінної зміни кислотно-основної рівноваги ґрунту. Середньокислі ґрунти доцільно провапнувати за технологією “підтримувального” окультурювання. На слабокислих ґрунтах необхідні меліоративні заходи найкраще проводити із застосуванням технології локального окультурювання кислих ґрунтів, яка дозволяє уникнути невиправданих матеріальних та енергетичних витрат і отримувати рентабельний приріст урожаїв сільськогосподарських культур, особливо кальцієфільних (ячмінь, пшениця, коренеплоди, кукурудза, конюшина, люцерна тощо). У залежності від агроекологічної доцільності, з метою більш тонкого антропогенного впливу на ґрунтові системи, широкого застосування повинні отримати і фітомеліоративні технології.

Застосування ресурсозбережувальних технологій і, особливо, технології локального окультурювання ґрунтів, яка передбачає підсилення ефективності буферних ґрунтових механізмів за рахунок внесення у ґрунт органо-мінеральних добрив комплексної дії із заданими параметрами, відповідно вимогам кожного конкретного ґрунту і основної групи вирощуємих сільськогосподарських культур, відкриває шлях до їх широкого запровадження у практику землеробства.

Отже, у найближчу і віддалену перспективи обов'язково треба переходити на ресурсозбережувальні технології окультурювання кислих ґрунтів. В масштабах держави це дозволить зекономити енергетичні й матеріальні ресурси, які витрачають на їх хімічну меліорацію, щонайменше на 40-60 %, не знижуючи величини та якості врожаю.

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми окультурювання кислих ґрунтів, яке побудовано на основних принципах сучасної концепції меліорації і спрямовано на підвищення їх продуктивності, ресурсозбереження та екологічну безпеку. Розроблено теоретичні і методологічні основи діагностики, прогнозування та оптимізації агроекологічного стану кислих ґрунтів з використанням показників їх буферної здатності.

1. Встановлено важливу роль гумусових кислот у саморегуляції кислотно-основного режиму ґрунтів, яка полягає у їх здатності утворювати з алюмінієм стійкі алюмо-гуматні комплекси, що призводить не тільки до гальмування процесів підкислення ґрунту, але й до часткової нейтралізації його кислотності. Механізми цієї саморегуляції базуються на притаманних гумусовим кислотам протикислотних і протилужних буферних властивостях. Гумінові кислоти і фульвокислоти активно протидіють, або буферять лужні та кислотні навантаження. Буферна ємність у лужному інтервалі навантажень у гумінових кислот виявилася вищою, ніж у фульвокислот, відповідно 75,1 і 64,1 бали, тобто гумінові кислоти у порівнянні з фульвокислотами, більш стійкі до лужних навантажень. Фульвокислоти здійснюють більший опір кислотним навантаженням у порівнянні з гуміновими кислотами, що визначено їх буферною ємністю у кислому інтервалі відповідно для фульвокислот - 7,9 бали, а для гумінових лише 3,8 бали.

2. Встановлено, що характер функціонування ґрунтових процесів та динамічність трофного режиму найбільш доцільно оцінювати за показниками та графічними моделями буферності. Запропоновано сучасну методологію діагностики агроекологічного стану кислих ґрунтів, яка здійснюється на принципах буферної здатності ґрунтів з використанням комплексу показників буферності і дозволяє суттєво покращити якісну оцінку агроекологічного стану ґрунтів. Обґрунтовано доцільність вирізнення земель за їхнім агроекологічним станом, а саме за такими категоріями: добрий; задовільний; незадовільний та кризовий, що дозволяє відповідно до категорії розробляти і застосовувати найбільш ефективні агрозаходи з його покращання.

3. Зазначено, що досягнення бажаної суцільної гомогенізації орного шару ґрунту за традиційної технології окультурювання, без додаткових енергетичних витрат майже неможливе. Крім цього, така “однорідність” занадто обмежує землевласників у вирощуванні конкретних сільськогосподарських культур через проблематичність створити однакові комфортні умови як для кальцієфільних, так і для кальцієфобних рослин, а також для культур з різною потребою мінерального живлення.

4. Створення просторової неоднорідності у кореневмісному шарі ґрунту за технологією локального окультурювання спрямовує антропогенний (культурний) ґрунтотворний процес у позитивне русло, що відображується в оптимізації найважливіших функцій ґрунту (самовідтворення, самозбереження) і є основою отримання високих і стабільних урожаїв сільськогосподарських культур. Переваги локального окультурювання кислих ґрунтів доведено результатами ґрунтово-агрохімічних, фізико-хімічних, біологічних, термодинамічних досліджень, а також лізиметричними спостереженнями.

5. Встановлено, що у локальних осередках концентрується приблизно у 6,3-6,7 разів більше коріння кукурудзи, ніж між ними. Зосередження і розгалуження коріння рослин в локальних зонах інтенсифікує саморегуляційні функції у ґрунті. Біологічна складова саморегуляційних процесів у локальних осередках полягає в тому, що ферменти, фітогормони, вітаміни та інші органічні сполуки, які коріння рослин виділяють у ґрунт, активізують діяльність ґрунтової мікрофлори, що в свою чергу сприяє мінералізації органічних речовин ґрунту та добрив з вивільненням при цьому мінеральних сполук, якими живляться рослини. В той же час підвищена маса відмерлих кореневих залишків разом із біомасою мікроорганізмів є потужним джерелом накопичення гумусу. За технологією локального окультурювання у кореневмісному шарі дерново-підзолистого ґрунту в локальних зонах, порівняно із контролем і варіантом з традиційною технологією, майже у 3 рази збільшується кількість гумусу, покращується кислотно-основний режим (рН сольовий збільшується з 3,9 на контролі до 6,0 у локальних зонах) та істотно збільшується рухомість основних біогенних елементів (кальцію, калію, амонію, нітратів та фосфатів).

6. Показано, що застосування різних технологій окультурювання дерново-підзолистого ґрунту суттєво впливає на формування його мікробного ценозу. Локальне окультурювання призводить до зосередження мікроорганізмів у просторі, обмеженому стрічкою органо-мінеральних добрив і частиною прилеглого до неї ґрунту. У локальних зонах (осередках) чисельність таксономічних груп мікроорганізмів була істотно більшою, ніж у зоні між стрічками: чисельність грибів була вище у 8,4 рази, актиноміцетів - 2,8, мікроорганізмів, які засвоюють органічний азот - 2,2, а мінеральний - у 2,8 рази.

7. Встановлено, що покращенню агроекологічного стану кислих ґрунтів та навколишнього середовища сприяє зменшення вимивання кальцієвмісних речовин (вапна) за локального окультурювання порівняно з традиційним способом майже у шість разів (з 215,5 до 35,3 кг/га), водорозчинної органіки у 1,8 (з 21,7 до 12,1 кг/га), нітратів майже у 2,9 рази (з 43,0 до 14,9 кг/га).

8. Аналіз інфрачервоних спектрів поглинання підтверджує високу ефективність застосування технології локального окультурювання ґрунтів, за якою у локальних осередках і біля них концентрація СаСО3 і лабільних органічних речовин значно вища, ніж за традиційною технологією окультурювання ґрунту, що сприяє інтенсифікації процесів самовідтворення родючості ґрунтів.

9. Встановлено, що локальне окультурювання радіоактивно забруднених дерново-підзолистих глейових ґрунтів переважає традиційну технологію у гальмуванні процесів надходження радіонуклідів у продукцію рослинництва. Застосування технології локального окультурювання зменшує вміст радіоцезію порівняно з контролем у насінні віко-вівса і люпину, відповідно у 1,5 і 2,3 рази, тоді як традиційної - лише в 1,1 рази і 2,0 рази.

10. Економічний аналіз застосування різних технологій окультурювання кислих ґрунтів визначив переваги нової ресурсозбережувальної технології локального окультурювання перед існуючою традиційною і технологією підтримувального окультурювання. За коефіцієнтом економічної ефективності технологія локального окультурювання в середньому перевищує традиційну майже у 2,6 рази, а технологію підтримувального окультурювання практично в 1,8 рази.

11. Енергетичний аналіз ряду технологій також засвідчив значну перевагу локальної технології перед традиційною і технологією підтримувального окультурювання. За коефіцієнтом енергетичної ефективності технологія локального окультурювання в середньому перевищує традиційну майже у 1,7 рази, а технологію підтримувального окультурювання майже в 1,3 рази.

12. Розроблено сучасні концептуальні положення і заходи по окультурюванню кислих ґрунтів, які дозволяють суттєво знизити енергетичні та матеріальні витрати і стабілізувати екологічні та продуктивні функції ґрунтів. Стратегія агрогосподарювання на кислих ґрунтах полягає у наступному:

- окультурювання ґрунтів не відокремлюють від всіх інших, взаємопов'язаних між собою в єдину систему агротехнологічних процесів, таких як система сівозміни, обробітку ґрунту, внесення добрив тощо;

- відродження заходів з окультурювання кислих ґрунтів передбачає розроблення та упровадження в практику сучасного землеробства новітніх ресурсозбережувальних (матеріальних, енергетичних, трудових) та екологічно безпечних технологій;

- хімічна меліорація кислих ґрунтів, яка розглядалась раніше як головний чинник інтенсифікації землеробства на них, залишається такою тільки з розумінням того, що існує можливий вибір альтернатив, як-то фітобіологічна меліорація, адаптоване рослинництво, розширення в окремих регіонах України земельних ресурсів природоохоронного і іншого призначення.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Розроблений пакет нормативних документів _ три державних стандарти, у поєднанні з шістьма патентами України разом із комп'ютерною програмою

“рН-, рК- та рР- buff” рекомендовано використовувати при створенні проектно-кошторисної документації з окультурювання (меліорації) кислих ґрунтів у: Міністерстві аграрної політики та продовольства України, Державному технологічному центрі охорони родючості ґрунтів, наукових установах Національної академії аграрних наук України.

Здійснення діагностики кислотно-лужної рівноваги, фосфатного та калійного стану ґрунтів, розрахунки норм добрив та меліорантів на підставі розроблених показників і графічних моделей буферності, запропоновано використовувати при розробці науково обґрунтованої системи застосування добрив і меліорантів. Рекомендовано для використання у: Міністерстві аграрної політики та продовольства України, учбовому процесі вищих навчальних закладів Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України, наукових установах Національної академії аграрних наук України.

Сільгоспвиробникам, незалежно від форм власності, які ведуть господарчу діяльність на кислих і вторинно підкислених ґрунтах, з метою заощадження енергетичних і матеріальних ресурсів рекомендовано проводити агрозаходи з відтворення родючості ґрунтів і збереження їх агроекологічної стабільності за технологіями підтримувальної і локальної меліорації з переходом в найближчій перспективі виключно на технологію локального окультурювання.

СПИСОК НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Цапко Ю.Л. Нові підходи до встановлення потреб кислих ґрунтів у вапнуванні / Ю.Л. Цапко // Вісник аграрної науки. - 2003. - № 6. - С. 14-17.

2. Цапко Ю.Л. Вплив алюмінію на кислотно-основну рівновагу ґрунту / Ю.Л. Цапко // Вісник аграрної науки. - 2007. - № 10. - С. 12-15.

3. Цапко Ю.Л. Хімічна меліорація кислих ґрунтів в Україні / Ю.Л. Цапко // Вісник аграрної науки. - 2010. - № 2. - С. 50-53.

4. Цапко Ю.Л. Агроекологічна доцільність створення трофної гетерогенності в орному шарі ґрунту / Ю.Л. Цапко // Аграрний вісник Причорномор`я. Біологічні та сільськогосподарські науки. - Одеса. - 2004. - Вип. 26. - С. 247-251.

5. Цапко Ю.Л. Експрес діагностика фосфатної функції ґрунтів за показниками їх фосфат-буферності / Ю.Л. Цапко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2007. - Вип. 68. - С. 80-84.

6. Цапко Ю.Л. Взаємодія алюмінію із гумусовими кислотами і кальцієм та її вплив на зміну рН дерново-підзолистого ґрунту / Ю.Л. Цапко // Біологічні системи. Наук. вісник Чернівецького ун-ту: Біологія - Вид-во ЧНУ. - Т. 2. _ Вип. 2. Чернівці, 2010. - С. 102-105.

7. Цапко Ю.Л. Підвищення екологічної стабільності кислих ґрунтів шляхом використання технології локального окультурювання / Ю.Л. Цапко // Ґрунтознавство. - Т. 11, № 3-4. - Київ-Дніпропетровськ, 2010. - С. 96-104.

8. Цапко Ю.Л. Агроекологічний стан кислих ґрунтів за умов створення просторової неоднорідності / Ю.Л. Цапко // Агроекологічний журнал. - 2010. - № 3. - С. 21-24.

9. Цапко Ю.Л. Локальне окультурювання ґрунту - ефективний шлях зменшення надходження радіонуклідів до рослин / Ю.Л. Цапко // Біологічні системи. Наук. вісник Чернівецького ун-ту: Біологія. - Вид-во ЧНУ. - Т. 2. _ Вип. 4. - Чернівці, 2010. - С. 91-93.

10. Трускавецький Р.С. Буферні механізми ґрунту: актуальність, стан і перспективи досліджень / Р.С.Трускавецький, Ю.Л. Цапко, Н.Ф. Чешко // Вісник аграрної науки. - 2006. - № 6. - С. 27-32 (аналіз стану проблеми, написання статті).

11. Трускавецький Р.С. Агроекологічні засади застосування технології локального окультурення кислих ґрунтів / Р.С.Трускавецький, Ю.Л. Цапко // Агроекологічний журнал. - 2002. - № 3. - С. 21-23 (аналіз стану проблеми, проведення досліджень, написання статті).

12. Трускавецький Р.С. Економічна та енергетична ефективність технології локальної меліорації дерново-підзолистих ґрунтів / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко, В.М. Калініченко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2000. - Вип. 60. - С. 40-44 (проведення польових досліджень, розрахунки ефективності, написання статті).

13. Трускавецький Р.С. Ресурсозбережувальні нормативи вапнування кислих ґрунтів / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко, В.М. Калініченко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2001. - Вип. 61. - С. 154-159 (співавтор ідеї, проведення експериментів, математичні розрахунки, написання статті).

14. Трускавецький Р.С. Мобілізація фосфору фосфоритів під впливом технології локального окультурення ґрунту / Р.С. Трускавецький, Ю.Л Цапко, Н.Ф. Чешко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2002. - Вип. 63. - С. 67-72 (теоретична частина роботи та інтерпретація результатів).

15. Трускавецький Р.С. Оціночні показники кислотно-основної буферності ґрунтів / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2003. - Вип. 64. - С. 12-16 (математичні розрахунки, аналізування результатів, написання статті).

16. Трускавецький Р.С. Сучасні ресурсозбережувальні технології відтворення родючості ґрунтів та перспективність їх впровадження / Р.С.Трускавецький, Ю.В. Копійченко, Л.І. Нечуйвітер, Ю.Л. Цапко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2004. - Вип. 65. - С. 29-33 (проведення науково-дослідних робіт, аналізування результатів, написання статті).

17. Трускавецький Р.С. Локальне окультурювання - ефективний прийом відтворення родючості ґрунту / Р.С. Трускавецький, Ю.Л.Цапко, С.І.Христенко, О.І. Маклюк, В.М. Калініченко // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2005. - Вип. 66. - С. 37-43 (ідея, її опрацювання, аналізування результатів, написання статті).

18. Трускавецький Р.С. Роль буферних механізмів ґрунту в саморегуляції його родючості / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко, Н.Ю. Соколова // Вісник Національного університету водного господарства та природокористування. - 2007. - Вип. 3. - С. 398-406 (експериментальні дані, узагальнення).

19. Трускавецький Р.С. Заходи з охорони та відтворення родючості ґрунтів на тимчасово затоплюваних нижньотерасових рівнях Карпатських рік / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко, В.М. Калініченко, Н.Ю. Соколова // Агрохімія і ґрунтознавство. - 2009. - Вип. 70. - С. 28-33 (здійснення експедиційних робіт, аналізування результатів, написання статті).

20. Мірошниченко М.М. Методика визначення збитків від погіршення родючості ґрунтів / М.М. Мірошниченко, К.Б. Гіржева, А.О. Христенко, Є.В. Скрильник, Ю.Л. Цапко // Агроекологічний журнал. - 2010. - № 1. - С. 42-46 (опрацювання, аналізування результатів, написання статті).

21. Чешко Н.Ф. Захисна роль рН-буферних механізмів ґрунтів від негативного впливу зовнішніх навантажень / Н.Ф. Чешко, Ю.Л. Цапко // Вісник аграрної науки. - 2011. - № 1. - С. 60-62.

22. Цапко Ю.Л. Вплив трофної гетерогенності орного шару ґрунту на його родючість /Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2003. - №1.

- С. 79-83.

23. Цапко Ю.Л. Науковий моніторинг ґрунтів за графічними моделями буферності /Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2004. - № 1.

- С. 114_117.

24. Цапко Ю.Л. Використання моделей буферності ґрунтів у моніторингових спостереженнях / Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2005. - № 1. - С. 96-99.

25. Цапко Ю.Л. Ефективність локального внесення меліорантів на кислих ґрунтах / Ю.Л. Цапко // Землеробство. - 2005. - Вип. 77. - С.18-23

26. Цапко Ю.Л. Інфрачервоні спектри поглинання чорнозему опідзоленого за різних технологій його окультурювання / Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2006. - № 6. - С. 116-119.

27. Цапко Ю.Л. Використання показників буферності для оцінювання якості кислих ґрунтів / Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2008. - Ч. 2. - С. 54-57.

28. Цапко Ю.Л. Удосконалення нормування вапняних меліорантів для окультурювання кислих ґрунтів / Ю.Л. Цапко // Вісник центру наукового забезпечення АПВ Харківської області. - 2010. - Вип. 7. - С. 195-202.

29. Цапко Ю.Л. Створення просторової неоднорідності в ґрунтових відмінах - ефективний шлях відтворення їх родючості / Ю.Л. Цапко, Н.Ф. Чешко, В.М. Калініченко // Передгірне та гірське землеробство і тваринництво. - 2007. - Вип. 49. - Ч. І. - С. 171-180 (ідея, її розробка, проведення досліджень, узагальнення результатів, написання статті).

30. Цапко Ю.Л. Вплив різних технологій окультурювання кислих ґрунтів на його екологічні властивості / Ю.Л Цапко, В.М. Калініченко // Вісник ХНАУ ім. В.В.Докучаєва. - 2009. - № 1. - С. 120-126 (ідея, її розробка, проведення досліджень, узагальнення результатів, написання статті).

31. Трускавецький Р.С. Агроекологічна та енергетична оцінка технології локального окультурення дерново-підзолистих ґрунтів / Р.С.Трускавецький, Ю.Л Цапко, Н.Ф. Чешко // Вісник Львівського державного аграрного університету. Агрономія. - 2002. - № 6. - С. 11-17 (польові та експериментальні дослідження, розрахунки енергетичної ефективності, написання статті).

32. Трускавецький Р.С. Диференціація кислотно-основного та окисно-відновного потенціалів у кореневмісному шарі ґрунту та їх агроекологічна доцільність / Р.С. Трускавецький, Н.Ф. Чешко, Ю.Л. Цапко // Вісник ХНАУ ім. В.В. Докучаєва. - 2002. - № 1. - С. 80-84. (проведення досліджень, написання статті).

33. Трускавецький Р.С Оптимізації азотно-вуглецевого режиму дерново-підзолистих ґрунтів / Р.С. Трускавецький, Ю.Л. Цапко, Н.Ф. Чешко, В.В. Шимель // Вісник Львівського державного аграрного університету. Агрономія. - 2003. - № 7. - С. 453-461 (аналіз стану проблеми, написання статті).

34. Патент 55356 Україна, МКИ 7 А01В 79/02 Спосіб меліорації ґрунтів та пристрій для його здійснення / Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л., Бриль В.В., Калініченко В.М., Горякіна В.М. (Україна), _ № 2002043302; Заявл. 22.04.02; Опубл. 17.03.03. Бюл. № 3. - 5 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

35. Патент 63613 Україна, МКИ 7 А01С 21/00, С09К 17/00 Спосіб мобілізації фосфору фосфоритів / Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л., Чешко Н.Ф., Чмир Д.О., Горякіна В.М. (Україна), _ № 2003054299; Заявл. 13.05.03; Опубл. 15.01.04. Бюл. № 1. - 6 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

36. Патент 41800 Україна, МПК А01С 21/00, С05D 3/00, С09К 17/00 Спосіб визначення доз калійних добрив / Цапко Ю.Л., Трускавецький Р.С., Чешко Н.Ф., Калініченко В.М. (Україна), _ № u 2008 14885; Заявл. 24.12.08; Опубл. 10.06.09. Бюл. № 11. - 6 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

37. Патент 35575 Україна, МКИ 7 С05F 11/02, С05D 11/00 Органо-мінеральне добриво / Трускавецький Р.С., Давидова О.Є., Цапко Ю.Л., Мельник К.К., Сірик В.В. (Україна), _ № 99127032; Заявл. 23.12.99; Опубл. 15.05.01. Бюл. № 3. - 3 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

38. Патент10093 Україна, МКИ 7 С05D 3/02 Спосіб визначення доз вапнякових меліорантів / Трускавецький Р.С., Цапко Ю.Л., Соколова Н.Ю. (Україна), _ № 20041109491; Заявл. 19.11.04; Опубл. 15.11.05. Бюл. № 11. - 4 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

39. Патент 29958 Україна, МПК G01N 33/24 Спосіб потенціометричного вимірювання фізико-хімічних показників ґрунту / Чешко Н.Ф., Цапко Ю.Л., Калініченко В.М. (Україна), _ № u 2007 02858; Заявл. 19.03.07; Опубл. 11.02.08. Бюл. № 3. - 6 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

40. Патент 50067 Україна, МПК G01N 33/24 Спосіб потенціометричного вимірювання окисно-відновного потенціалу в ґрунті / Чешко Н.Ф., Цапко Ю.Л. (Україна), _ № u 2009 11887; Заявл. 20.11.09; Опубл. 25.05.10. Бюл. № 10. - 6 с. (співавтор ідеї, проведення експериментів, оформлення патенту).

АНОТАЦІЯ

Цапко Ю.Л. Ресурсозбережувальне окультурювання кислих ґрунтів як чинник їх ефективного функціонування. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.18 - ґрунтознавство

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича. - Чернівці, 2011.

Дисертація присвячена проблемі сучасної меліорації (окультурювання) кислих ґрунтів. Теоретично обґрунтовано напрямки вирішення цієї проблеми, які спрямовані на підвищення їх продуктивності, ресурсозбереження та екологічну безпеку. Висвітлено роль гумусових кислот у саморегуляції кислотно-основного режиму ґрунтів, яка обумовлена їх здатністю утворювати з алюмінієм стійкі алюмо-гуматні комплекси, а також притаманними їм протикислотними і протилужними буферними властивостями. Показано, що найбільш ефективно оптимізація агроекологічного стану кислих ґрунтів здійснюється через створення у кореневмісному шарі структурно-функціональної неоднорідності за рахунок локальних осередків (стрічок) із запрограмованими параметрами буферності. На підставі визначення буферних показників запропоновано методологію проведення діагностики, прогнозування та оптимізації агроекологічного стану кислих ґрунтів. Удосконалено методологію нормування добрив і меліорантів з використанням графічних моделей буферності.

Встановлено позитивну роль технології локального окультурювання у послаблені процесів переходу радіонуклідів із ґрунтового середовища до надземної маси рослин. Обґрунтовано перспективу широкого впровадження у практику землеробства ресурсозбережувальних технологій окультурювання кислих ґрунтів.

Ключові слова: кислі ґрунти, показники буферності, графічні моделі, буферні механізми, гідроген, алюміній, кальцій, гумусові кислоти, вапнування.

АННОТАЦИЯ

Цапко Ю.Л. Ресурсосберегающее окультуривание кислых почв как фактор их эффективного функционирования. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03.00.18 - почвоведение.

Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича. - Черновцы, 2011.

Диссертация посвящена проблеме современной мелиорации (окультуривания) кислых почв. Теоретически обоснованы пути решения этой проблемы, которые направлены на повышение их продуктивности, ресурсосбережение и экологическую безопасность. Освещена роль гумусовых кислот в саморегуляции кислотно-основного режима почв, которая обусловлена их способностью создавать с алюминием устойчивые алюмо-гуматные комплексы, а также присущими им противокислотными и противощелочными буферными свойствами. Показано, что наиболее эффективно оптимизация агроэкологического состояния кислых почв осуществляется через создание в корнесодержащем слое структурно-функциональной неоднородности за счет локальных очагов (лент) с запрограммированными параметрами буферности. На основании определения буферных показателей предложена методология проведения диагностики, прогнозирования и оптимизации агроэкологического состояния кислых почв. Усовершенствована методология нормирования удобрений и мелиорантов с использованием графических моделей буферности.

Установлена положительная роль технологии локального окультуривания в ослаблении процесса перехода радионуклидов из почвенной среды в наземную массу растений. Обоснована перспектива широкого внедрения в практику земледелия ресурсосберегающих технологий окультуривания кислых почв.

Ключевые слова: кислые почвы, показатели буферности, графические модели, буферные механизмы, водород, алюминий, кальций, гумусовые кислоты, известкование.

RESUME

Tsapko U.L. The resource-saving amelioration of acid soils as the factor of their efficient functioning. - Manuscript.

Dissertation on the receipt of scientific degree of doctor of biological science, the speciality 03.00.18 - soil science.

Chernivtsy national university of the name of Yurij Fed'kovich. - Chernivtsy. 2011.

The thesis concerns the problem of modern cultivation (amelioration) of acid soils. For this problem the ways of solving are theoretically grounded, directed onto soil's productivity increase, resource saving and ecology safety. The role of humus acids is put to light concerning the soil's acid-base regime self-regulation induced by the humus acid's ability to bind aluminum into the stable aluminum-humus complexes and also by their inherent buffer properties against acids and bases. The creation of the structure-functional heterogeneity inside the root-inhabited layer by means of the localized centers (bands) with programmed buffer capacity characteristics is shown as the most effective technique of the acid soils agroecology conditions optimization. On the grounds of the buffer capacity indices (characteristics) determination the methodology is proposed for carrying on the diagnosing, predicting and optimization of acid soil's agroecology condition. The methodology is amended for the fertilizers and ameliorants rating with the use of the buffer capacity graphic models.

The positive role is found of the localized cultivating technology in the reducing of the radionuclides coming from soil medium into the over-ground plant material. The prospects are substantiated for the wide introduction of the resource-saving technologies of the acid soils cultivating into the agriculture practice.

Key words: acid soils, buffer capacity indices, graphic models, buffer capacity mechanisms, hydrogen, aluminum, calcium, humus acids, liming.

Размещено на Allbest.ru