УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК

ІНСТИТУТ ГІДРОТЕХНІКИ І МЕЛІОРАЦІЇ

СКРИПНІЧЕНКО СВІТЛАНА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 631.61:631.62:631.63:631.432.24

ТРАНСФОРМАЦІЯ ОСУШУВАНИХ ТОРФОВИХ ГРУНТІВ

ЗАХІДНОГО ПОЛІССЯ УКРАЇНИ ПРИ ДОВГОТРИВАЛОМУ

СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОМУ ВИКОРИСТАННІ

06.01.02 – Сільськогосподарські меліорації

(сільськогосподарські науки)

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Київ – 2004

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті гідротехніки і меліорації Української академії аграрних наук ( УААН )

Науковий керівник: | кандидат сільськогосподарських наук, старший науковий співробітник ГІМБАРЖЕВСЬКИЙ Василь Романович, Інститут гідротехніки і меліорації УААН, провідний науковий співробітник відділу водорегулюючих систем

Офіційні опоненти: | доктор сільськогосподарських наук, професор ВОЗНЮК Степан Тихонович, Український державний університет водного господарства та природокористування, професор кафедри агрохімії, ґрунтознавства і землеробства

доктор сільськогосподарських наук, професор БОЙКО Петро Іванович, Інститут землеробства УААН, головний науковий співробітник лабораторії сівозмін

Провідна установа: Національний аграрний університет, м. Київ, вул. Героїв оборони, 15

Захист відбудеться “ 25 “ лютого 2004 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.362.01 при Інституті гідротехніки і меліорації УААН за адресою: 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту гідротехніки і меліорації УААН за адресою 03022, м. Київ, вул. Васильківська, 37.

Автореферат розіслано 23.01. 2004 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат технічних наук, с.н.с. |

Топольнік Т.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

Актуальність теми. У зв’язку з загостренням екологічних та соціально-економічних проблем в Україні, в основі сучасних наукових розробок по використанню меліоративного фонду держави лежить положення, згідно з яким основним пріоритетом у сільськогосподарському виробництві на органогенних ґрунтах є максимальне збереження накопиченої протягом тисячоліть органічної речовини торфу та загальне оздоровлення агроландшафтів.

Проблемі трансформації торфових ґрунтів під впливом сільськогосподарського використання присвячено чимало наукових праць. Однак для Західного Полісся України кількість даних про закономірності і напрямки протікання ґрунтових процесів, зміни властивостей та режимів під впливом осушення і тривалого освоєння є недостатньою.

Тому, незважаючи на значний наявний практичний досвід використання органогенних ґрунтів, актуальним є перегляд деяких положень і технологічних аспектів, удосконалення їх на сучасному етапі, для розробки науково обґрунтованого комплексу заходів раціонального використання торфовищ. Це і визначило вибір теми дисертації.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Дисертаційна робота виконувалася за державними та галузевими науковими програмами в Інституті гідротехніки і меліорації УААН:

Державна програма “Продовольство - 95”. Завдання – Розробити і впровадити раціональну структуру посівних площ, кормові сівозміни, системи обробітку і добрив у сівозмінах, спрямованих на відтворення родючості ґрунту, збереження органічної речовини торфу і підвищення продуктивності торфоболотних ґрунтів (1991-1995 рр.); № держреєстрації UА0105313Р.

Галузева наукова програма УААН “Ресурсозберігаюче водокористування в АПК.” Завдання – Розробити і впровадити системи землеробства та енергозберігаючі технології вирощування сільськогосподарських культур на меліорованих землях гумідної зони (1996-2000 рр.); № держреєстрації 0196U021776.

Галузева наукова програма УААН “Виробництво продукції на меліорованих землях”. Завдання – Розробити агротехнічні та агроекологічні основи збереження та відтворення родючості меліорованих земель (2001-2005 рр.); № держреєстрації 0101U004863.

Мета та завдання досліджень. Мета роботи – виявити особливості трансформації осушуваних торфових ґрунтів при довготривалому сільськогосподарському використанні та розробити і впровадити екологічно безпечні заходи по їх збереженню.

У зв’язку з цим передбачалося вирішити такі задачі:

-

-

-

-

-

-

Об’єкт досліджень – процес трансформації торфових ґрунтів під впливом осушення і сільськогосподарського використання та продуктивність агрофітоценозів у сівозмінах різних типів і видів.

Предмет дослідження – глибокий гіпново-осоковий торфовий грунт, його властивості, баланс органічної речовини торфу; продуктивність сівозмін, їхня еколого-енергетична та економічна оцінка в умовах ринкових відносин за сучасної цінової ситуації.

Методи досліджень: лабораторний – для визначення агрохімічних та водно-фізичних властивостей ґрунту; польовий – для встановлення ботанічного складу травостою, нагромадження кількості кореневих і післяжнивних решток у ґрунті, інтенсивності мінералізації органічної речовини та продуктивності сільськогосподарських культур; математико-статистичний – для оцінки вірогідності отриманих результатів досліджень; розрахунково-порівняльний – для встановлення економічної та енергетичної ефективності різних сівозмін.

Наукова новизна роботи полягає у виявленні впливу тривалості і характеру сільськогосподарського використання на трансформацію, основні властивості осушуваного торфового ґрунту та показники продуктивності культур і сівозмін.

В умовах Західного Полісся України вперше встановлено взаємозв’язки між впливом антропогенних факторів трансформації органогенних ґрунтів та продуктивністю агрофітоценозів, що дало змогу розробити і впровадити більш раціональні, малоенергоємні та природоохоронні заходи використання торфових ґрунтів.

Практичне значення отриманих результатів. Результати досліджень і розробок включено до інформаційно-довідникового посібника “Використання меліорованих земель Рівненської області в сучасних умовах“ (1997 р.). Матеріали дисертації увійшли до методичних рекомендацій “Сільськогосподарське використання осушуваних земель гумідної зони України” (2000 р.), які рекомендовано Міністерством аграрної політики для впровадження.

Науково обґрунтований і запропонований виробництву комплекс заходів раціонального використання осушуваних торфових ґрунтів дає змогу отримувати

максимальний вихід продукції з мінімальними втратами органічної речовини торфу.

Результати досліджень можуть бути використані проектними організаціями при складанні планів використання меліорованих земель, а також експлуатаційними організаціями, колективними і фермерськими господарствами, які мають у своєму користуванні осушувані торфові ґрунти.

Виробничу перевірку результатів досліджень проводили на полях експериментального господарства Сарненської дослідної станції та в СГПП “Нове життя” Сарненського району Рівненської області на площі 644 га.

Особистий внесок здобувача. Дисертантом особисто узагальнено вітчизняну і світову літературу з визначеної проблеми, виконано польові і лабораторні дослідження, згідно з програмою, оцінено отримані експериментальні дані та багаторічний архівний матеріал, сформовано науково обґрунтовані висновки і запропоновано пропозиції виробництву.

Апробація результатів дисертації. Результати дисертаційної роботи доповідали і обговорювали на міжнародному засіданні “Теоретические и прикладные проблемы агроландшафтоведения”‚ м. Вінниця‚ 1993 р.; науково-практичній конференції країн СНД “Екологічні проблеми при водних меліораціях”, м. Київ, 1995 р.; міжнародній науково-практичній конференції “Екологічні аспекти забруднення навколишнього середовища”, м. Київ‚ 1996 р.; регіональній науково-практичній конференції “Актуальні екологічні проблеми ”, м. Рівне , 2000 р., а також на науково-технічних радах центру водорегулюючих систем Інституту гідротехніки і меліорації УААН.

Публікації. Основні результати дисертації викладено в 11 публікаціях, у тому числі в 4 статтях фахових видань.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 153 сторінках машинописного тексту‚ складена з вступу, 4 розділів, висновків та пропозицій виробництву, списку літератури із 193 найменувань‚ серед яких 23 іноземною мовою. Робота вміщує 40 таблиць, ілюстрована 7 рисунками, має 4 додатки.

ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі наведено стислу характеристику дисертаційної роботи, обґрунтовано її актуальність.

У першому розділі на основі літературних джерел подано огляд і аналіз досліджень, які присвячені основним закономірностям мінералізації і спрацювання торфу. Узагальнено багаторічний досвід і розглянуто проблеми трансформації торфових ґрунтів під впливом сільськогосподарського використання та наведено шляхи енергозбереження і раціонального ведення на них землеробства.

Найбільш відомі дослідження в цьому напрямку викладено в працях Танфільєва Г.І., Артеменка В.І., Оліневича В.О., Шевченка М.Н., Середи Н.І., Скоропанова С.Г., Безкровного А.К., Брезгунова В.С., Вознюка С.Т., Слюсаря І.Т., Старикова Х.Н., Мостового М.М., Трускавецького Р.С. На основі проведеного аналізу було виявлено ряд питань і положень, які потребують перегляду, і визначено мету і необхідність проведення досліджень.

У другому розділі наведено умови та методика проведення досліджень.

Польові досліди проводили протягом 1993-2001 рр. на Сарненській дослідній станції Інституту гідротехніки і меліорації УААН (Рівненська область).

Стаціонарний дослід було закладено в 1956 році А. П. Ванькевичем, чотири ротації вивчались під керівництвом М. М. Мостового. Нами розпочато V ротацію сільськогосподарських культур у 11 сівозмінах різних типів і видів. Торфовий грунт дослідної ділянки є низинним, добре розкладеним, підстилається дрібнозернистими пісками, його потужність 1,2-4 м. Орний шар характеризується високим рівнем розкладу (60-75%) і має такі агрохімічні і водно-фізичні властивості: щільність ґрунту – 0,290-0,330 г/см3, повна вологоємність – 280-295%, зольність - 17-26%. Валовий вміст: азоту – 2,9-3,3%; фосфору – 0,8-1,2%; калію – 0,08-0,10%; рН водної витяжки - 5,2-5,6.

Погодні умови під час проведення досліджень: найвища середньодобова температура повітря була в 1999 р. – 16,4?С, а в 1993 і 1997 рр. відповідно на 0,1?С і 0,7?С нижчою від норми. Найбільше опадів випало в 1993 і 1998 рр. - 423,5 і 444,4 мм, при нормі 351 мм. А 1994, 2000 і 2001 роки відмічено як посушливі, коли випало відповідно на 20, 24 і 44% менше середньобагаторічної норми.

Дослідження проводили в стаціонарному досліді в дев’ятипільних сівозмінах за схемою, наведеною в табл. 1.

У структурі посівних площ дослідних ділянок домінуюче положення відведено багаторічним травам (від 44 до 100%). За контрольну прийнято сівозміну без трав, в якій 100% площі під просапними культурами. Величина кожного поля – 0,33 га. Крім сівозмін, вивчаються довготривалі сіяні луки, де багаторічні трави ростуть протягом 43 років. Рекомендовані норми добрив вносили під сільськогосподарські культури із розрахунку Р30-60 К90-150.

За період досліджень визначали:

-

-

Таблиця 1

Ротаційна таблиця експериментальних сівозмін

Структура посівних площ, % | Рік досліджень

№ сівозміни | зернові | просапні | багаторічні трави | однорічні трави | 1993 | 1994 | 1995 | 1996 | 1997 | 1998 | 1999 | 2000 | 2001

1 | 12 | 22 | 44 | 22 | о. т. | картопля | овес | картопля | о.т. | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року

2 | 44 | - | 56 | - | ячмінь | овес | оз. жито | ячмінь | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року

3 | 44 | 56 | - | - | картопля | ячмінь | кукурудза | оз. жито | кукурудза | овес | ячмінь | картопля | кукурудза

4 | 11 | 22 | 56 | 11 | картопля | оз. жито | кукурудза | о.т. | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року

5 | 44 | 12 | 44 | - | ячмінь | картопля | ячмінь | оз. жито | овес | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | 5

6 | 33 | 11 | 56 | - | ячмінь | картопля | оз. жито | овес | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року

7 | 22 | 12 | 66 | - | оз. жито | картопля | ячмінь | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року | б.т. 6 року

8 | 12 | 22 | 66 | - | картопля | оз. жито | картопля | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року | б.т. 6 року

9 | 11 | 11 | 78 | - | картопля | оз. жито | б.т. 1 року | б.т. 2 року | б.т. 3 року | б.т. 4 року | б.т. 5 року | б.т. 6 року | б.т. 7 року

10 | - | 100 | - | - | картопля | к.буряк | картопля | кукурудза | картопля | кукурудза | картопля | кукурудза | картопля

11 | - | - | 100 | - | б.т. 10 року | б.т. 11 року | б.т. 12 року | б.т. 13 року | б.т. 14 року | б.т. 15 року | б.т. 16 року | б.т. 17 року | б.т. 18 року

Довготривалі сіяні луки | - | - | 100 | - | б.т. 35 року | б.т. 36 року | б.т. 37 року | б.т. 38 року | б.т. 39 року | б.т. 40 року | б.т. 41 року | б.т. 42 року | б.т. 43 року

Примітка: б.т. – багаторічні трави

о.т. – однорічні трави

повну вологоємність (ПВ) – повним насиченням ґрунтового зразка водою; гранично-польову вологоємність (ГПВ) – за методом С. І. Долгова; вологість розриву капілярного зв’язку (ВРК) – за методом В. Б. Мацкевича в модифікації Є. С. Гниди; вологість стійкого в’янення (ВСВ) – за методом вегетаційних мініатюр; максимально-гігроскопічну вологість (МГВ) – за методом Ніколаєва; щільність скелету ґрунту пікнометричним методом;

-

-

-

У третьому розділі обґрунтовано закономірності і напрямки трансформації

торфових ґрунтів під впливом тривалого сільськогосподарського використання.

Динаміка водного режиму. Спостереження показали, що в сухі періоди вегетації РПВ (рівні підгрунтових вод) понижувалися до 100-110 см від поверхні ґрунту, а у вологі періоди РПВ піднімалися до 53-60 см.

Коли глибоко залягали підґрунтові води, нижня межа оптимальної вологи активного шару торфового ґрунту становила 40-55% від повної вологоємності. У вологі періоди вологість ґрунту перевищувала 80-90 % від ПВ. Аналізуючи вологість ґрунту в різних сівозмінах слід відзначити, що найменша вона в просапній сівозміні.

Водно-фізичні властивості ґрунту. Одним з важливих показників фізичного стану ґрунту є щільність, залежно від якої створюються різні умови водно-повітряного та поживного режимів.

Результати досліджень і аналіз архівного матеріалу дають змогу зробити висновок, що за 43 роки освоєння торфового ґрунту щільність його скелету зросла в орному шарі в просапній сівозміні від 1,61 до 1,69 г/см3, а в 30-50 сантиметровому шарі з 1,55 до 1,61 г/см3. Помітно вона збільшилась і в сівозмінах з 4 і 6 полями багаторічних трав, в орному шарі ґрунту відповідно на 0,08 і 0,06 г/см3, а в підорному шарі на 0,04 і 0,05 г/см3. Під довготривалими луками щільність скелету ґрунту залишилась без змін, що пояснюється слабкою мінералізацією органічної речовини торфу.

Щільність торфу збільшується в орному шарі по мірі зменшення тривалості лучного періоду. В просапній сівозміні за 43 роки використання в орному шарі щільність ґрунту зросла від 0,21 г/см3 до 0,38 г/см3, в сівозмінах з 4 і з 6 полями багаторічних трав відповідно з 0,21 до 0,36 г/см3 і з 0,21 до 0,34 г/см3. Під довготривалими луками пройшло ущільнення тільки на 0,09 г/см3 (рис. 1).

Рис. 1. Зміна щільності орного шару торфу під впливом осушення і довготривалого сільськогосподарського використання

Найбільш оптимальні значення ГПВ та ВРК створювались під беззмінними посівами багаторічних трав та в сівозмінах, питома вага трав у яких становить 56% і більше. Повна заміна багаторічних трав зерновими або просапними культурами призводить до зниження параметрів водно-фізичних властивостей.

Так за 43-річний період найінтенсивнішого використання ГПВ 0-50 см шару понижувалась в порівнянні із беззмінними посівами багаторічних трав на 7,9 %, ВРК, ВСВ та МГВ – відповідно на 2,4, 4,0 і 1,1 %. Введення в структуру посівів зернових (до 44 %) та багаторічних трав (понад 50%) забезпечувало не тільки підвищення водоакумулюючої здатності ґрунту (до 433 мм), а й найвищий вміст доступної, в тому числі і легкодоступної вологи, відповідно 402 і 152 мм (табл. 2).

Таблиця 2

Характеристика категорій вологості торфового ґрунту залежно від

характеру 43-річного періоду його використання

Структура посіву в сівозмінах, % | Шар ґрунту, см | Водоаку-мулююча здатність, мм (100%) | Недоступна

(МГВ-0) | Доступна

(ПВ-МГВ) | В тому числі по категоріях доступності | гравітаційна (ПВ-ГПВ) | оптимальна (ГПВ-ВРК) | середньо доступна (ВРК-ВСВ) | важкодоступна непродуктивна (ВСВ-МГВ) | мм | % | мм | % | мм | % | мм | % | мм | % | мм | % | Просапні - 100 | 0-30 | 230 | 14 | 6,1 | 216 | 93,9 | 64 | 27,8 | 68 | 29,6 | 40 | 17,3 | 44 | 19,1 | 30-50 | 146 | 9 | 6,1 | 137 | 93,8 | 39 | 26,7 | 43 | 29,5 | 24 | 16,4 | 31 | 21,2 | 0-50 | 376 | 23 | 6,1 | 353 | 93,9 | 103 | 27,4 | 111 | 29,6 | 64 | 17,0 | 75 | 19,9

Просапні – 56

Зернові – 44 | 0-30 | 240 | 15 | 6,3 | 225 | 93,8 | 64 | 26,7 | 73 | 30,4 | 41 | 17,1 | 47 | 19,6 | 30-50 | 152 | 9 | 5,9 | 143 | 94,1 | 40 | 26,3 | 45 | 29,6 | 26 | 17,1 | 32 | 21,1 | 0-50 | 392 | 24 | 6,1 | 368 | 93,9 | 104 | 26,5 | 118 | 30,1 | 67 | 17,1 | 79 | 20,2 | Просапні – 12

Зернові – 44

Багаторічні трави - 44 | 0-30 | 242 | 16 | 6,6 | 226 | 93,4 | 56 | 23,1 | 81 | 33,5 | 38 | 15,7 | 51 | 21,1 | 30-50 | 171 | 12 | 7,0 | 159 | 93,0 | 38 | 22,2 | 58 | 33,9 | 27 | 15,8 | 36 | 21,1 | 0-50 | 413 | 28 | 6,8 | 385 | 93,2 | 94 | 22,8 | 139 | 33,7 | 65 | 15,7 | 87 | 21,1 | Зернові – 44

Багаторічні трави – 56 | 0-30 | 240 | 17 | 7,1 | 223 | 93,0 | 51 | 21,3 | 82 | 34,2 | 37 | 15,4 | 53 | 22,1 | 30-50 | 167 | 12 | 7,2 | 155 | 92,8 | 32 | 19,2 | 60 | 35,9 | 25 | 15,0 | 38 | 22,8 | 0-50 | 407 | 29 | 7,1 | 378 | 92,9 | 83 | 20,4 | 142 | 34,9 | 62 | 15,2 | 91 | 22,4 | Просапні – 11

Зернові – 11

Багаторічні трави – 78 | 0-30 | 244 | 16 | 6,6 | 228 | 93,4 | 54 | 22,1 | 84 | 34,4 | 37 | 15,2 | 53 | 21,7 | 30-50 | 163 | 12 | 7,4 | 151 | 92,6 | 32 | 19,6 | 59 | 36,2 | 24 | 14,7 | 36 | 22,1 | 0-50 | 407 | 28 | 6,9 | 379 | 93,1 | 86 | 21,1 | 143 | 35,1 | 61 | 15,0 | 89 | 21,9 | Багаторічні трави - 100 | 0-30 | 256 | 18 | 7,0 | 238 | 93,0 | 54 | 21,1 | 87 | 34,0 | 40 | 15,6 | 57 | 22,3 | 30-50 | 177 | 13 | 7,3 | 164 | 92,7 | 31 | 17,5 | 65 | 36,7 | 28 | 15,6 | 40 | 22,6 | 0-50 | 433 | 31 | 7,2 | 402 | 92,8 | 85 | 19,6 | 152 | 35,1 | 68 | 15,7 | 97 | 22,4 |

На цих варіантах оптимальний вміст доступної для рослин вологи був найвищим і становив від 34,9 до 35,1 %, що має виняткове значення у вологозабезпеченості культур.

Агрохімічні властивості ґрунту і хімічний склад дренажних та підґрунтових вод. Аналіз довготривалих спостережень свідчить, що сумарно за період вегетації рослин у польовій сівозміні нагромаджується 243-281,5 кг/га мінерального азоту. Із збільшенням тривалості лучного періоду видозмінюються мікробіологічні процеси в торфовому ґрунті, знижується вміст нітратного і аміачного азоту, тому вже на другий рік використання трав на торфових ґрунтах необхідно вносити азотні добрива, з розрахунку 120-150 кг/га. Посушливі періоди сприяють збільшенню кількості нітратного азоту в ґрунті.

На дослідній ділянці в підорних горизонтах торф має вівіанітові прошарки, тому відмічено великі запаси фосфору, до 30,0 мг на 100 г сухого ґрунту. Простежується чітка тенденція зниження приросту фосфору по мірі переважання в сівозмінах багаторічних трав. Аналіз групового складу калію свідчить, що кіль-кість водорозчинного калію найменша під довготривалою лукою. Найбільше цієї форми в ґрунтах просапної сівозміни. Така ж закономірність зберігається і для обмінної форми. Необмінна форма калію в просапній сівозміні становить лише 18% від загального вмісту, тоді як під довготривалою лукою – 64% (табл. 3).

Таблиця 3

Груповий склад калію в торфових ґрунтах сівозмін різної інтенсивності

Сівозміна | Шар відбору зразків, см | Вміст калію, в мг на 100 г сухого ґрунту | % доступного калію від валового | Запаси калію, кг/га

водорозчинний | обмінний | необмінний | валовий

Сівозміна з 6 – річним лучним періодом | 0-30 | 4,4 | 10,0 | 21,6 | 36,0 | 30 | 123

30-50 | 2,8 | 8,8 | 28,4 | 40,0 | 22 | 50

Просапна сівозміна | 0-30 | 8,0 | 38,0 | 10,0 | 56,0 | 68 | 524

30-50 | 8,4 | 31,2 | 4,4 | 44,0 | 70 | 144

Беззмінні посіви багаторічних трав понад 10 років | 0-30 | 7,6 | 11,2 | 21,2 | 40,0 | 28 | 128

30-50 | 2,8 | 10,0 | 11,2 | 24,0 | 41 | 44

Сіяні луки багаторічних трав понад 40 років | 0-30 | 2,0 | 8,0 | 18,0 | 28,0 | 28 | 77

30-50 | 4,6 | 18,0 | 13,4 | 36,0 | 50 | 90

Процент доступної форми калію в просапній сівозміні досягає 68%, тоді як на варіантах з наявністю багаторічної трав’яної дернини рухома форма калію становить 28%. Це свідчить про те, що мінералізація торфу не сприяє закріпленню колоїдним комплексом в необмінну форму, а сприяє звільненню його з рослин торфоутворювачів і переведенню в рухоміші форми, які стають доступними для рослин.

Середньозольні торфові ґрунти тепер можна віднести до багатозольних, кількість золи за 43 роки інтенсивного використання збільшилась у 2 рази, під довготривалими луками на 62,5 %.

За рахунок внесення в грунт мінеральних добрив вміст калію в ґрунтових і дренажних водах становить 10-12 мг/л, що в 5-6 разів перевищує допустимі концентрації. Через це підвищені показники вмісту у воді натрію і хлору.

Баланс органічної речовини гіпново-осокового торфового ґрунту. Рослинні залишки польових культур – це маса органічних речовин, що залишаються в ґрунті після збирання урожаю. Найбільшу їх кількість залишають багаторічні трави і кукурудза на силос, відповідно 57,0 і 42,3 ц/га, найменшу – кормові буряки - 3,1 ц/га, зернові культури (ячмінь, озиме жито) займають між ними проміжне місце (25,0 і 30,1 ц/га).

Аналізуючи темпи мінералізації органічної речовини, можна відмітити, що вони найінтенсивніші в просапній сівозміні – 60,9 %, із збільшенням лучного періоду (до 8 років) вони гальмуються майже в 4 рази.

Наявність архівного матеріалу, доповненого сучасними результатами досліджень, дало змогу провести аналіз трансформації торфового ґрунту двох сівозмін - польової (56 % – просапні, 44 % - зернові) і кормової (11 % - просапні, 33 % - зернові, 56 % - багаторічні трави). За перші 16 років освоєння в польовій сівозміні втрачалось 24,0 т/га органіки торфу, за наступні 27 років - 14,4 т/га, або на 60 % менше (рис. 2). Аналогічні результати отримані в кормовій сівозміні, тільки втрата органіки в 2-3 рази менша, ніж у польовій. Введення в структуру посівних площ до 100% просапних культур призводить до значних щорічних втрат органічної речовини (23,5 т/га).

Отже, багаторічні трави гальмують темпи мінералізації органічної речовини торфу і найкраще поповнюють грунт органікою.

У четвертому розділі наведено результати продуктивності сільськогос-подарських культур і еколого-господарської та енергетичної оцінки заходів використання осушуваних торфових ґрунтів.

Найбільшу урожайність злакових багаторічних трав отримали на 2-3-й рік використання (89,9 і 96 ц/га сухої речовини). Починаючи з 4-го року - продуктивність трав знижується до 70,5 ц/га, а урожайність трав 7-го року найнижча – 47,2 ц/га.

В ботанічному складі 4-компонентної травосумішки на сьомий рік користування найбільший відсоток стоколосу безостого – 72,7 %, а найменший костриці лучної – 2,4 %. Тимофіївки лучної і грястиці збірної - відповідно 4,2 і 6,9%.

Найбільший коефіцієнт енергетичної ефективності забезпечили багаторічні трави 2–3-го років користування відповідно 4,7 і 5,0 і найвищий рівень рентабельності 291,1 і 235,5 %. Найефективнішими є шоста і сьома сівозміни, де рівень рентабельності становив 242,0 і 260,8. Найнижчий рівень рентабельності у третій і десятій сівозмінах (151,7 і 148,5 %), в яких домінуючими були просапні культури (табл. 4), хоча умовно чистий прибуток високий.

Таблиця 4

Економічна ефективність сівозмін різної інтенсивності

на осушуваних торфових ґрунтах

№ сівозміни | Кормові одиниці,

ц/га | Вартість вирощеної продукції, грн/га | Прямі затрати,

грн/га | Собівартість,

грн/ц кормових одиниць | Умовно чистий прибуток,

грн/га | Рівень рентабельності,

%

1 | 70,5 | 1037,4 | 354,6 | 5,03 | 682,8 | 192,5

2 | 66,2 | 865,5 | 267,4 | 4,04 | 598,1 | 223,4

3 | 76,9 | 1113,1 | 442,2 | 5,75 | 670,9 | 151,7

4 | 65,1 | 1019,3 | 352,8 | 5,42 | 666,5 | 188,9

5 | 60,8 | 765,7 | 229,8 | 3,78 | 535,9 | 233,2

6 | 55,3 | 745,2 | 217,9 | 3,94 | 527,3 | 242,0

7 | 53,2 | 731,4 | 202,7 | 3,81 | 528,7 | 260,8

8 | 48,1 | 763,3 | 233,3 | 4,85 | 530,0 | 227,2

9 | 41,3 | 655,8 | 242,6 | 5,87 | 413,2 | 170,3

10 | 80,5 | 1198,2 | 481,3 | 5,98 | 716,9 | 148,5

11 | 38,7 | 373,6 | 201,0 | 5,60 | 172,6 | 85,9

ВИСНОВКИ

1. В дисертації дана наукова оцінка трансформації осушуваного торфового ґрунту при довготривалому сільськогосподарському використанні і наведено нове вирішення поставленої задачі, що полягає в удосконаленні структури посівних площ, запровадженні кормових і лукопасовищних сівозмін, економії земельних та енергетичних ресурсів.

2. Високопродуктивне, енергозберігаюче та природоохоронне використання староорних органогенних ґрунтів забезпечується запровадженням кормових сівозмін з коротким (до 1 – 3 років) польовим періодом, мінімально насичених посівами просапних культур (до 1-го поля). Такі сівозміни при застосуванні рекомендованих норм мінеральних добрив забезпечують продуктивність торфових ґрунтів на рівні 48,1 – 66,2 ц/га кормових одиниць, вирішуючи одночасно екологічні проблеми.

3. Довготривале сільськогосподарське використання торфовищ не вплинуло на вміст у ґрунті валового азоту та калію. За 87 років освоєння порівняно з цілиною відмічено збільшення кількості валового фосфору на 12% через наявність вівіанітових прошарків, які поступово наближаються до поверхні ґрунту і часткового закріплення фосфору з мінеральних добрив.

4. Мінералізація торфу не сприяла закріпленню колоїдним комплексом в необмінну форму калію, а навпаки сприяла звільненню його з рослин торфоутворювачів і переведенню в рухоміші форми. Процент доступної форми калію в просапній сівозміні досягав 70%, тоді як на варіантах з наявністю багаторічної трав’янистої дернини – 28%.

5. За тривалий період осушення і освоєння торфових ґрунтів щільність збільшилась на 48%, а повна вологоємність наполовину зменшилась. Торф став відноситись до багатозольних. Вміст золи в польовій сівозміні збільшився у 1,5 рази, а під довготривалими луками на 4%.

6. Ефективність впливу осушувальної системи на глибину залягання РПВ та вирівнювання впливу метеофакторів визначається її потенційними можливостями. В сухі періоди вегетації РПВ понижувались до 100-110 см від поверхні ґрунту, тоді як у вологі піднімались до 53-60 см.

7. Регулювання співвідношення біологічних груп культур у сівозміні дає змогу спрямовувати ґрунтові процеси в оптимальних для сільськогосподарських культур режимах. Використання торфових ґрунтів тільки під просапні культури призводило до погіршення показників будови ґрунту, зниження вологоємності та вмісту в ньому легкодоступної для рослин вологи. ГПВ 0-50 см шару в просапній сівозміні на 7,9% нижче порівняно з беззмінними посівами багаторічних трав, ВРК, ВСВ та МГВ – відповідно на 2,4; 4,0 і 1,1%.

8. За рахунок внесення в грунт мінеральних добрив вміст калію в ґрунтових і дренажних водах становив 10-12 мг/л, що в 5-6 разів перевищує допустимі концентрації. З цієї причини підвищені показники вмісту у воді натрію і хлору.

9. Найбільші щорічні втрати органічної речовини торфу в польовій сівозміні (44% - зернові, 56% - просапні) за перших 16 років освоєння - 24 т/га, за наступні 27 років сільськогосподарського використання ці втрати на 60% менші. В лінійному вимірі середньорічне зменшення потужності торфу коливалось у сівозмінах різної інтенсивності від 13 до 31 мм.

10. За рахунок кореневих решток найбільше поповнили запаси органіки торфу багаторічні трави і кукурудза на силос, відповідно 57 ц/га і 42,3, найменше – кормові буряки (3,1 ц/га), зернові (ячмінь, озиме жито) зайняли проміжне місце – 25,0 і 30,1 ц/га.

11. Результати 9-річних досліджень показали, що темпи руйнування лляного полотна найінтенсивніші в просапній сівозміні – 60,8%, під багаторічними травами її розклад сповільнюється майже в 4 рази.

12. Найвищий рівень продуктивності у багаторічних злакових трав 2-3 років використання (89,9 ц/га і 96,0 ц/га). З 4 - компонентної травосумішки, в багаторічних травах 7-го року використання в ботанічному складі 72,7% займав стоколос безостий.

13. Урожайність багаторічних трав, порівняно з іншими сільськогоспо-дарськими культурами, є величиною стабільнішою, незалежно від екстремальних погодних умов. Їхня урожайність в нормальні, вологі і сухі роки становила відповідно 78, 85 і 69 ц/га сіна багаторічних трав.

14. Найменш енергоємною, з найбільшим коефіцієнтом енергетичної ефективності на органогенних ґрунтах є кормова сівозміна (66% - багаторічні трави, 22% - зернові, 12% - просапні культури). Введення в структуру посівних площ на торфових ґрунтах 50% і більше просапних культур сприяє інтенсивній мінералізації торфу і за умов економічного спаду виробництва призводить до зниження рентабельності господарств.

ПРОПОЗИЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

Торфовища Західного Полісся досить неоднорідні і вимагають індиві-дуального підходу до їхнього сільськогосподарського використання залежно від потужності залишкового шару, стану водно-повітряного та поживного режимів.

Для створення природоохоронних агроландшафтів з максимальним виходом високоякісних кормів та суттєвим зниженням мінералізації органічної речовини, найбільш енергозберігаючим, економічно ефективним є запровадження лукопасовищних і кормових сівозмін з коротким польовим періодом та мінімальним насиченням просапними культурами. Серед них кормова 9-пільна сівозміна, в якій 66% – багаторічні трави, 12% – просапні, 22% - зернові культури. Примірна схема сівозміни: 1-6 полів багаторічні трави - озиме жито – картопля -ячмінь.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Брошури

1.

2.

3.

Статті у фахових виданнях

1. Стецюк М.Г., Скрипніченко С.В. Значення польових культур у частковій компенсації втраченої органічної речовини торфу та агроенергетичний аналіз технологій їх вирощування // Вісник Рівненського державного технічного університету. - Рівне, 2001. - Вип. 5 (12). - С. 90-94.

2. Скрипніченко С.В. Еволюція торфового ґрунту під впливом осушення та сільськогосподарського використання // Меліорація і водне господарство. - К., 2002. - Вип. 88.- С. 101-104.

3. Парфенюк Г.І., Скрипніченко С.В. Агроекологічна ефективність сівозмін на осушуваних торфових грунтах // Вісник Житомирського державного агроекологічного університету. – Житомир, 2003. - Вип. 1. - С. 1-6.

4. Скрипніченко С.В., Парфенюк Г.І. Трансформація водно- фізичних властивостей осушених торфових грунтів при довготривалому сільськогосподарському використанні // Меліорація і водне господарство. - К., 2003. - Вип. 89. - С. 93-99.

Наукові видання та тези доповідей

1.

2.

3.

4.

АНОТАЦІЇ

Скрипніченко С. В. Трансформація осушуваних торфових ґрунтів Західного Полісся України при довготривалому сільськогосподарському використанні. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 06.01.02. – Сільськогосподарські меліорації (сільськогосподарські науки). Інститут гідротехніки і меліорації УААН, Київ, 2003.

У роботі подано комплексну оцінку ґрунтових процесів та наведено закономірності впливу різних