Дослідження динаміки вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ Агрофірма «Україна»

Дослідження динаміки вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна»

Роботу виконала:

Корольова Аліна Олександрівна Миколаїв 2014

ТЕЗИ Серед багатьох параметрів, які використовують для характеристики ґрунтового покриву, найважливішим є вміст органічної речовини — гумусу, кількість і якість якої визначає фізичні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні властивості ґрунту, рівень вологозабезпечення та мінеральне живлення рослин. Інтенсивне використання ґрунтових ресурсів степової зони України у другій половині XX-го століття і до цього часу супроводжується зростанням деградаційних процесів, що зумовлює зниження потенційної родючості та погіршення агрофізичних показників ґрунту.

Мета роботи

· Дослідження динаміки вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна» за тривалий період з1961року по 2009 рік.

Завдання

· Оцінити гумусовий стан господарства у 1961,1970, 2005 та 2009 роках.

· Оцінити особливі зміни вмісту гумусу на різних типах ґрунтів.

· Провести просторовий аналіз зміни вмісту гумусу на конкретних ділянках.

· Опанування методів аналізу гумусового стану ґрунтів даного господарства.

Висновки та отримані результати

· У результаті проведення власних досліджень встановлено, що вміст гумусу у ґрунті господарства за тривалий період часу значно зменшився.

· Зниження вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна» не є природним, а це є результат діяльності людини.

ЗМІСТ ВСТУП РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Короткий огляд історії вивчення ґрунту

1.2 Основні чинники, що впливають на стан ґрунтової родючості

РОЗДІЛ 2. СТАН РОДЮЧОСТІ ҐРУНТІВ УКРАЇНИ ТА ПРОГНОЗ ЙОГО ЗМІН ЗА УМОВ СУЧАСНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

2.1 Характер сільськогосподарського використання

2.2 Добрива, їх вплив на родючість

2.3 Система обробітку ґрунту

2.4 Зміни показників родючості ґрунтів за останні роки в Миколаївській області

РОЗДІЛ 3. МАТЕРІАЛИ МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ

3.1 Характеристика господарювання СТОВ агрофірма «Україна»

3.2 Методи досліджень

3.3. Методи аналізу вмісту гумусу за методом Тюріна

3.4.Рекомендації виробництву РОЗДІЛ 4. АНАЛІЗ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ВИСНОВКИ СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ДОДАТКИ

ВСТУП

Ґрунт — особливий об'єкт природи, який не може бути замінений іншим. На відміну від інших природних ресурсів, ґрунт має унікальну особливість покращувати свою якість при правильному використанні. Ведення землеробства з порушенням сівозмін, некомпенсоване відчуження поживних речовин з урожаєм, запровадження монокультури, значна розораність надзвичайно загострили проблему раціонального використання та охорони ґрунтів. Як наслідок, знижується родючість ґрунтів, особливо загрозливих масштабів набула їх деградація, відбувається погіршення корисних властивостей та функцій ґрунтового покриву.

Здійснення державного контролю за станом родючості ґрунту є головним завданням агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення.

На землях сільськогосподарського призначення Миколаївщини завершено IX тур агрохімічної паспортизації, основні результати якого дають можливість оцінити сучасний стан родючості і зміни, які стались за періоди між турами спостережень.

Важливе значення мають спостереження за окремими, найбільш інформативними, з точки зору діагностики ступеня антропогенного тиску на агроландшафти, показниками родючості, зокрема спостереження за вмістом одного з головних компонентів ґрунту — гумусу. Гумусові сполуки є резервом поживних речовин та енергії ґрунту і визначають комплекс агрономічних властивостей ґрунту, перш за все, його родючість. Динаміка показників умісту гумусу свідчить про подальшу дегуміфікацію земель сільськогосподарського призначення Миколаївської області.

Втрата органічної речовини при сільськогосподарському використанні ґрунтів є показником нераціонального землеробства, коли не виконується одна з двох головних цілей систем землеробства — підвищення родючості ґрунту.

Крім гумусу, важливими агрохімічними показниками родючості ґрунтів є вміст фосфору і калію. Фосфор належить до найважливіших елементів живлення і відіграє визначну роль у процесах, які забезпечують ріст і розвиток рослин.

Протягом останніх 10−15 років урожай забезпечував резерв так званих залишкових фосфатів добрив, який деякою мірою склався завдяки позитивному балансу фосфору в землеробстві протягом 70−90-х років. Але зараз цей резерв поступово вичерпується і для покращення фосфатного режиму треба звернути увагу на збільшення обсягів застосування органічних та фосфоровмісних мінеральних добрив.

Калій у ґрунті знаходиться у складі не тільки мінералів, а й органічних речовин, зокрема, він міститься в рештках рослинного, тваринного та мікробіологічного походження. Сільськогосподарські рослини потребують калію у великій кількості. Ґрунти області можна віднести до забезпечених калієм, і калійний режим ґрунтів більш сприятливий, ніж фосфорний. Але практично відсутнє застосування калійних добрив, і значне розширення площ посівів культур високого виносу калію сприяє поступовому зниженню калійного фонду ґрунтів.

Мета роботи:

· Дослідження динаміки вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна» за тривалий період з1961року по 2009 рік.

Завдання:

· Оцінити гумусовий стан господарства у 1961,1970, 2005 та 2009 роках.

· Оцінити особливі зміни вмісту гумусу на різних типах ґрунтів.

· Провести просторовий аналіз зміни вмісту гумусу на конкретних ділянках.

· Опанування методів аналізу гумусового стану ґрунтів даного господарства.

Об'єкт дослідження:

· землі СТОВ агрофірми «Україна».

РОЗДІЛ 1. ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ

1.1 Короткий огляд історії вивчення ґрунту Датою народження ґрунтознавства вважається 10 грудня 1883 p., коли вперше сформульовані теоретичні концепції цієї науки В.В.Докучаєвим у праці «Російський чорнозем» [1].

Наукове вивчення ґрунтів почалося в кінці 18 ст. На рубежі 18 і 19 вв. (століття) у Німеччині з’явилася гумусова теорія живлення рослин, запропонована А. Теером, яка посприяла дослідженням перегною. У 40-х рр. 19 ст її змінила теорія мінерального живлення рослин Ю. Лібіха, що сприяла розширенню хімічних досліджень ґрунту і виникненню агрогеологічного напряму в Ґ., який (німецькі учені Ф. Фаллу, Ф. Ріхтгофен і ін. в кінці 19 ст.) розглядав ґрунт лише як геологічне утворення, продукт вивітрювання, незважаючи на біологічні процеси в ньому. Тому ця теорія не могла дати правильного уявлення про ґрунт, хоча в розробці окремих питань Ґрунтознавства (вивчення мінералогічного, хімічного та гранулометричного складу) були досягнуті певні успіхи.

Генетичне ґрунтознавство було створене в Росії в 2-ій половині 19 ст. Датою виникнення його вважається 1883 — рік публікації В. В. Докучаєвим монографії «Руський чорнозем», в якій сформульовано основне положення його теорії: ґрунт — самостійне природне мінерально-органічне тіло, що утворилося з поверхневих шарів гірської породи (від якої воно якісно відрізняється) в результаті дії на них живих організмів (в т.ч. мікроорганізмів) у певних кліматичних умовах. Невід'ємна властивість ґрунту — родючість. Докучаєв висунув і обґрунтував уявлення про чинники ґрунтоутворення — материнську гірську породу, клімат, рослинність, рельєф, вік країни (згодом до них була приєднана господарська діяльність людини та ін.) і показав необхідність вивчення ґрунту з точки зору його походження, у тісному зв’язку з навколишніми умовами — географічний напрям у ґрунтознавстві. Однак біля витоків вчення про ґрунти, які передували В. В. Докучаєву, стояли професори харківського університету Н. Д. Борисяк та І. Ф. Леваковський. У праці «Про чорнозем» ., яка була опублікована 1851 року, Н. Д. Борисяк вперше подає науково обґрунтовану профільно-морфологічну, мінералогічну, хімічну, географічну і агрономічну характеристику чорноземів[2].. Роботи Н. Д. Борисяка і І. Ф. Леваковського слугували фундаментом для досліджень чорнозему В. В. Докучаєвим.

П. А. Костичев — сучасник В. Докучаєва — розвивав агрономічний напрям у ґрунтознавстві(досліджував питання взаємовідношення ґрунту і рослинності та ґрунтову родючість[3]), який надалі продовжив Р. Вільямс.

1.2 Основні чинники, що впливають на стан ґрунтової родючості

Сучасне природознавство розглядає родючість ґрунту як функцію ґрунтоутворюючого процесу, визначаючи його як ґрунту до одночасного забезпечення рослин умовами їх нормального росту і розвитку.

У зв’язку з тим, що ознакою родючості ґрунту є величина врожаю, яка обумовлюється сукупністю властивостей здатних забезпечувати рослини всім необхідним, О.М. Грінченко зобразив їх у вигляді шестикутника, у кожному з кутів якого стоїть один із факторів, всі вони зв’язані між собою: гумус; гранулометричний склад; будова профілю і щільність; хімічний склад: водно-повітряний і температурний режими; рослинність і мікробіологічна активність.

Тільки врахування всієї сукупності факторів дає можливості підвищувати врожай. Дія лише на один з факторів родючості на певному етапі призводить до зниження врожаю. Дослід, проведений у Німеччині (дослід Вольні), враховує дію на рослини.

1.3 Основні чинники, що відповідають за стан ґрунтової родючості

У зв’язку з тим, що ознакою родючості ґрунту є величина врожаю, яка обумовлюється сукупністю властивостей здатних забезпечувати рослини всім необхідним, О.М. Грінченко зобразив їх у вигляді шестикутника, у кожному з кутів якого стоїть один із чинників, всі вони зв’язані між собою: гумус; гранулометричний склад; будова профілю і щільність; хімічний склад: водно-повітряний і температурний режими; рослинність і мікробіологічна активність.

Тільки врахування всієї сукупності чинників дає можливості підвищувати врожай. Дія лише на один з чинників родючості на певному етапі призводить до зниження врожаю. Дослід, проведений у Німеччині (дослід Вольні), враховує дію на рослини трьох чинників — світла, води і одночасному кількісному збільшенні яких прибавка врожаю не зменшувалася. З цих прикладів випливає надзвичайно важливий висновок, сформульований В.Р. Вільямсом: з метою підвищення родючості ґрунту необхідно одночасно подіяти на всі чинники життя і росту рослин. Все це характеризує ґрунт з природно-наукових позицій. Водночас, у характеристиці ґрунту необхідно врахувати і соціально-економічний аспект. Як тільки ґрунт починають використовувати для вирощування культурних рослин, здатність його забезпечувати рослини всім необхідним визначається не тільки природними властивостями, але й характером впливу на нього людини. Останній визначається соціально-економічними умовами суспільства.

Проблему родючості не можна розглядати з відривом від обґрунтування теорії земельної ренти, яка зобов’язана своїм походженням суспільству, а не ґрунту. Рівень родючості тісно зв’язаний з питанням про те, кому належить земля. Родючість розглядається як здатність ґрунту давати врожай. Родючість ґрунту є інтегрованим показником взаємодії основних факторів ґрунтоутворення та комплексним оціночним критерієм його стану. Серед багатьох параметрів, які використовують для характеристики ґрунтового покриву, найважливішим є вміст органічної речовини, кількість і якість якої визначає фізичні, хімічні, фізико-хімічні, біологічні властивості ґрунту, рівень вологозабезпечення та мінеральне живлення рослин. Інтенсивне використання ґрунтових ресурсів степової зони України у другій половині XX-го століття супроводжувалось зростанням деградаційних процесів, що зумовило зниження потенційної родючості та погіршення агрофізичних показників ґрунту. Фактичний вміст гумусу в чорноземах Степу становить 3,5% при оптимумі 4,3% [5], а еталоном для чорнозему звичайного є рівень 4,5%. Критичним же для даного типу ґрунту вважається його вміст в межах 3,0−3,5%. Тобто за вмістом гумусу основний ґрунтовий покрив зони наблизився до екологічно небезпечного стану, що ставить під загрозу виконання ним зазначених вище функцій.

Інтенсивне агровиробниче використання ґрунту призводить до суттєвих змін кількісних показників органічної речовини ґрунту. Вміст гумусу відносно перелогу знизився на 35% (з 6,41 до 4,17%), а його запаси — на 21−34%. Спостерігається перерозподіл рівня забезпечення чорнозему звичайного за даними параметрами. Це є наслідком незворотних змін порушення зрівноваженої системи речовинно-енергетичних процесів, які властиві ґрунту за умов утримання як перелогу, де надходження органічної речовини у 1,94 рази перевищує втрати при мінералізації.

РОЗДІЛ 2. СТАН РОДЮЧОСТІ ҐРУНТІВ УКРАЇНИ ТА ПРОГНОЗ ЙОГО ЗМІН ЗА УМОВ СУЧАСНОГО ЗЕМЛЕРОБСТВА

2.1 Характер сільськогосподарського використання Провідною технічною культурою у Врадіївському районі були цукрові буряки, під якими на початку 90-х було зайнято 44% площі. Цукрові буряки потребують родючих ґрунтів, багато сонячних і теплих днів, значної кількості води. Соняшник — світлолюбна, посухостійка, що потребує високих температур і родючих ґрунтів, культура. Найкращі умови для його вирощування є в степовій і частково лісостеповій зонах країни. На посіви соняшнику припадає 40% усієї площі, відведеної під технічні культури.

Баштанні культури (кавуни, дині).

Кормовими культурами засіяно понад третину орних земель. Із них половину займають однорічні та багаторічні трави, близько 40% — кукурудза на силос і зелений корм, а решту припадає на кормові коренеплоди і кормові баштанні культури.

Отже, у Врадіївському районі вирощують такі культури, як: зернові культури, технічні культури, картопля та овоче-баштанні культури, кормові культури.

2.2 Система обробітку ґрунту Завдання обробітку ґрунту: підтримання та підвищення родючості, поліпшення фізичних властивостей ґрунту; закладення і змішування із нею добрив; придушення життєдіяльності бур’янів, збудників й шкідників; створення сприятливих умов проростання насіння, зростання культурних рослин i діяльності корисних мікроорганізмів. Проте вимоги до якості обробітку ґрунту і техніку виконання окремих прийомів мають особливості.

Корнеплодне, корневищние і клубнеплодні рослини утворюють продуктивні органи у землі, та його форма, і навіть якість залежить від рихлості і глибини обробітку ґрунту. Тож у комплекс робіт з підготовки полів під овочевим культурам часто вводять таких операцій, як пристрій гряд, гребенів, поливних борозен, які покращують умови проростання і життєдіяльності коренів.

Обробка ґрунту має забезпечити створення глибокого родючого орного шару з оптимальним фізичним будовами і високою біологічною активністю ґрунту, поліпшення його водного, харчового і теплового режимів, боротьбу з бур’янистої рослинністю, шкідниками і хворобами сільськогосподарських культур, створення сприятливих ґрунтових умов отримання швидких і дружніх сходів культурних рослин їх оптимального зростання, розвитку та отримання високого врожаю. Ці завдання вирішуються з допомогою системи агроприйомів, що з післязбірного лущення, зорювання, вирівнювання, внесення основних доз мінеральних і органічних добрив.

Обробка ґрунту під овочевим культурам має низку відмінних рис, велика тривалість періоду між посівом і врунами, уповільнення зростання в період життя та висока чутливість до бур’янів, також суттєві особливості до системи обробітку ґрунту під овочевим культурам вносить застосування зрошення. Система обробітку ґрунту в полях сівозміни включає пошарове лущення з провокаційними поливами після ранозбираемих культур і чергування глибокого зорювання (30−33 див) з менш глибокої (25−27), і навіть звичайної зорювання (20−22 див). Чергування глибини зорювання охоронять ґрунт від створення плужної підошви. Передпосівна обробка також залежить від терміну посіву або посадки.

Під рано висівними мілкосімяними культурами у залежність від ущільнення ґрунту, проводиться 1−2 кратну боронування і жодна передпосівна культивація на глибину 4−6 див. Підросадні і пізновисівні культури у кінці квітня — початку травня, крім боронування, необхідні мінімум, дві культивації, одна на глибину 10−12 див, інша на глибину посіву або посадки.

2.3 Добрива їх вплив на родючість Оптимальний ріст рослин залежить від кліматичних факторів (світловий, тепловий, водний, атмосферний режими), забезпеченості поживними речовинами, а також від структури та кислотності ґрунтів, вмісту в них гумусу та інших властивостей. Всі ґрунти мають запас поживних речовин, але більша їх частина знаходиться в малодоступній формі. Тому для оптимізації живлення рослин в ґрунт вносять добрива.

В складі рослин знайдено більш ніж 70 хімічних елементів. Для нормального росту рослин необхідні лише 15: C, O, H, N, P, K, Ca, Mg, S, B, Fe, Mn, Cu, Mo, Zn. Кожний з цих елементів виконує в рослинах свою специфічну роль і не може бути замінений. Ряд дослідників вважає Si необхідним елементом (наприклад для рису). Для окремих культур встановлена корисність Na, Co і Cl. Вода, що є джерелом H і O, зазвичай в наявності в достатніх кількостях. Вуглець та кисень поглинаються рослинами з атмосфери у вигляді CO2; додаткове забезпечення ним потрібне лише в теплицях.

Добрива — основа підвищення кількості та якості сільськогосподарської продукції. Їх доцільне використання покращує родючість ґрунтів, підтримує позитивний баланс біогенних елементів та гумусу. Близько 50% загального врожаю одержують за рахунок добрив. Правильне застосування їх дає змогу активно втручатися у кругообіг речовин на Землі, створювати, зокрема, позитивний баланс поживних речовин у землеробстві.

Правильне застосування добрив досягається лише за успішного проведення також інших сільськогосподарських робіт. Будучи важливим, але не єдиним фактором підвищення врожаю, добрива є складовим елементом всієї системи агрохімічних заходів (зниження кислотності ґрунту, боротьба з бур’янами, хворобами та шкідниками рослин, вибір найвдаліших сортів, дотримання оптимальних строків посіву, норм висіву та посадки та ін.).

2.4 Зміна показників родючості ґрунтів за останні роки в Миколаївській області

На землях сільськогосподарського призначення Миколаївщини завершено IX тур агрохімічної паспортизації, основні результати якого дають можливість оцінити сучасний стан родючості і зміни, які стались за періоди між турами спостережень[8].

Важливе значення мають спостереження за окремими, найбільш інформативними, з точки зору діагностики ступеня антропогенного тиску на агроландшафти, показниками родючості, зокрема спостереження за вмістом одного з головних компонентів ґрунту — гумусу. Гумусові сполуки є резервом поживних речовин та енергії ґрунту і визначають комплекс агрономічних властивостей ґрунту, перш за все, його родючість. Динаміка показників умісту гумусу (табл. 1) свідчить про подальшу дегуміфікацію земель сільськогосподарського призначення Миколаївської області.

Крім гумусу, важливими агрохімічними показниками родючості ґрунтів є вміст фосфору і калію. Фосфор належить до найважливіших елементів живлення і відіграє визначну роль у процесах, які забезпечують ріст і розвиток рослин.

Таблиця 2.4.1

Динаміка вмісту основних показників родючості ґрунтів за турами обстежень.

РОЗДІЛ 3. МАТЕРІАЛИ. МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

3.1 Характеристика господарства СТОВ агрофірми «Україна»

За результатами агрохімічного обстеження в господарстві переважають ґрунти з підвищеним вмістом гумусу, середнім рухомого фосфору, високим та дуже високим вмістом калію і середнім рухомого азоту.

Середньозважений вміст гумусу в ґрунтах в цілому по господарству складає 4,1%, рухомого фосфору — 86,7, обмінного калію — 115,2 і рухомого азоту — 12,1 рухомого марганцю — 6,9, рухомого цинку — 0,43 мг на 1 кг ґрунту.

Середньозважена речовина рН складає 7,3.

В області ґрунти представлені чорноземами південними на півдні та чорноземами звичайними в центральній і північно-східній частині. Чорноземи південні містять гумусу в середньому 3,4%, чорноземи звичайні - 4,2%. В середньому в ґрунтах вміст рухомого азоту низький і середній, фосфору — середній, калію — високий і дуже високий. На півночі області ґрунти дещо краще забезпечені азотом, але гірше калієм, на півдні - недостатньо азотом та фосфором, але краще калієм.

При застосуванні мінеральних і органічних добрив у господарстві особливу увагу треба звернути на ґрунти з низькими та середніми показниками родючості.

Для підтримання балансу гумусу на позитивному рівні на гектар ріллі треба вносити 8,4 т органічних та достатню кількість мінеральних добрив, особливо азотних і фосфорних. При плануванні одержання високих урожаїв зернових культур, цукрових буряків і соняшника слід застосувати цинкові та борні мікродобрива.

Реакція ґрунтового розчину створює нормальні умови для розвитку більшості сільськогосподарських культур.

3.2 Методи досліджень Методологічною основою науки є діалектичний метод пізнання, що розглядає процеси і системи у постійній динаміці, розвитку та взаємозв'язку.

Ґрунтознавство як наука використовує два основні методичні принципи:

· Історико-геоморфологічний, який зобов’язує враховувати умови, шляхи утворення і вік тих елементів рельєфу, на яких розвинуті ті чи інші види ґрунтів. Різним елементам геоморфології відповідають відмінні за віком і властивостями типи ґрунтів. Подібні геоморфологічні поверхні мають близькі чи однотипові ґрунти.

· Ґрунтово-геохімічний методичний підхід вивчає хімічні процеси ґрунтоутворення в часі і просторі, відтворюючи картину руху, диференціації й акумуляції продуктів ґрунтоутворення в ландшафтах.

Ці два підходи до вивчення ґрунтового покриву здійснюються шляхом використання ряду конкретних методів дослідження ґрунтів.

Профільний метод — лежить в основі всіх ґрунтових досліджень. Він потребує вивчення ґрунту з поверхні на всю глибину його товщі, послідовно, по генетичних горизонтах до материнської породи.

Морфологічний метод — ефективний спосіб пізнання властивостей ґрунту з зовнішніми ознаками: забарвленням, структурою, складенням, новоутвореннями, глибиною й послідовністю залягання горизонтів тощо. Він є базисним при проведенні польових ґрунтових досліджень і складає основу польової діагностики ґрунтів. Містить три види морфологічного аналізу:

· макро- — неозброєним оком;

· мезо- — із застосуванням лупи й бінокуляра,

· мікро- —із допомогою мікроскопа.

Порівняльно-географічний метод — ґрунтується на зіставленні ґрунтів і відповідних факторів ґрунтоутворення в їх історичному розвитку й просторовому поширенні в різних ландшафтах.

Порівняльно-історичний метод — дає можливість дослідити минуле ґрунтів і ґрунтових горизонтів у порівнянні із сучасними процесами. В основі лежить палеогрунтознавство — наука про минуле ґрунтів.

Метод ґрунтових ключів — ґрунтується на детальному генетико-географічному аналізі невеликих репрезентативних ділянок та інтерполяції одержаних таким шляхом висновків на великі території.

Метод ґрунтових монолітів — базується на принципі фізичного моделювання ґрунтових процесів (переміщення вологи, солей, обміну іонів) на ґрунтових колонках (монолітах) не порушеної будови.

Метод ґрунтових лізиметрів — використовується для вивчення процесів вертикальної міграції речовин у природних ґрунтах із використанням великих посудин.

Метод грунтово-режимних спостережень — застосовується для вивчення кінетики сучасного ґрунтоутворення на основі замірів тих чи інших параметрів (умісту солей, гумусу, азоту, інших елементів живлення) протягом вегетаційного періоду, року, декількох років через задані проміжки часу.

Балансовий метод — використовується при вивченні надходження й витрат речовин в одиниці об'єму ґрунту за визначений проміжок часу.

Метод ґрунтових витяжок — базується на тому, що розчинник (вода, розчини різних кислот, лугів або солей різної концентрації, органічні розчинники — спирт, ацетон, бензол) екстрагує з ґрунту визначену групу сполук, елементів. Метод застосовується для вивчення доступних рослинам елементів живлення, фракційного складу ґрунтового гумусу, рухомих сполук у ґрунтах, процесів міграції та акумуляції різних сполук, елементів.

Радіоізотопні методи — застосовуються для вивчення міграції елементів на основі мічених атомів (радіоактивних ізотопів); співвідношення різних ізотопів у ґрунтах, використовується для визначення віку ґрунту.

Лабораторно-експериментальні методи — (фізичні, фізико-хімічні, хімічні й біологічні аналізи) використовуються для аналізу речовинного складу ґрунтів (гранулометричного, мінералогічного, хімічного тощо).

При дослідженні ґрунтів сучасна наука виходить із концепції ієрархії структурних рівнів організації ґрунту. В ґрунтів як системі, що володіє структурною організацією, виділяють такі ієрархічні рівні:

· Атомарний — із ним має справу дослідник при вивченні природної

та штучної радіоактивності ґрунтів (матеріальними елементами цього рівня будуть радіоактивні ізотопи);

· Молекулярний — об'єктами дослідження виступають молекули та іони ґрунтового розчину й повітря, а також ті, що знаходяться на поверхні твердих ґрунтових частинок;

— елементарних ґрунтових частинок (ЕҐЧ), які виділяються з ґрунту в процесі гранулометричного аналізу у вигляді фракцій різного розміру;

— ґрунтових агрегатів — містять конкреції, плівки, ортштейни, новоутворення солей гіпсу та вапна;

— ґрунтових горизонтів — усі властивості й параметри ґрунту зв’язані визначеним генетичним горизонтом у границі ґрунтового профілю;

— ґрунтовий профіль (ґрунтовий індивідуум або педон) — або власне ґрунт як особливе тіло природи;

— ґрунтовий покрив (поліпедон) — комбінації різних ґрунтів у природі складають мозаїку ґрунтів.

3.3 Методи аналізу вмісту гумусу за методом Тюріна Дані про вміст органічної речовини в ґрунті (гумусу) є одним з головних показників родючості. Оскільки аналіз структури і змісту тієї чи іншої складової органічної частини зразка практично неможливий через складність процедури, то уявлення про органічному речовині можуть скласти дані про валовий змісті вуглецю та азоту. За результатами визначення вуглецю в ґрунті можна обчислити вміст гумусу в ґрунті: шукане вагове процентний вміст гумусу знаходиться множенням вагового процентного вмісту вуглецю на коефіцієнт, що дорівнює 1,7−2.

Самим нескладним методом визначення органічного вуглецю є метод Тюріна, який полягає в розкладанні органічної речовини біхроматом калію в кислому середовищі:

3C + 2K2Cr2O7 + 8H2SO4 = 3CO2 + 2Cr (SO4)3 + 8H2O + 2K2SO4

Залишився після реакції хромат титрують сіллю Мора:

K2C2rO7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 = Cr2 (SO4) 3 + 3Fe2 (SO4) 3 + 7H2O + K2SO4.

Індикатором служить N — фенілантранілової кислоти. Визначенню заважають хлориди, які треба враховувати або маскувати сульфатом срібла. На результати аналізу може, за певних обставин, впливати наявність у пробах окису марганцю та солей двозарядних заліза.

Хід визначення Наважку висушеної ґрунту помістити в плоскодонну термостійку колбу, налити 10 мл 0,4 н розчину біхромату калію в сірчаній кислоті (1:1). Розчин нагріти до кипіння і кип’ятити 5 хвилин. Потім колбу остудити, обмити її стінки 10−20 мл дистильованої води, додати 5 крапель індикатора (0,2%) і титрувати сіллю Мора (0,2 н) до точки еквівалентності.

Зміст вуглецю в пробі розрахувати за наступною формулою:

C% = (V1N1 — V2N2) * 1200 / m,

де

V1, N1 — обсяг і нормальність солі Мора;

V2, N2 — обсяг і нормальність солі біхромату калію;

m — наважка ґрунту.

Не складає секрету, що процедура аналізу методом Тюріна ідентична процедурі визначення біхроматной окислюваність. У зв’язку з цим деталі процедури аналізу можна запозичувати!

Про зміст гумусу в ґрунті можна судити і по забарвленню аналізованого зразка:

Таблиця 3.1

РОЗДІЛ 4. АНАЛІЗ ДОСЛІДЖЕНЬ Об'єкт дослідження: землі СТОВ агрофірми «Україна», що знаходяться в центральній частині Врадіївського району Миколаївської області. Спеціалізація господарства — зернова. Провідними культурами є: озима пшениця, ярий ячмінь, соняшник, кукурудза на зерно.

Відомо, що урожайність сільгоспкультур в першу чергу залежить від родючості ґрунтів. Родючість ґрунту є інтегрованим показником взаємодії основних факторів ґрунтоутворення та комплексним оціночним критерієм його стану. І серед багатьох параметрів, які використовують для характеристики ґрунтового покриву, найважливішим є вміст органічної речовини — гумусу.

Аналіз еколого-агрохімічних паспортів полів СТОВ агрофірми «Україна» вказує на те, що у господарстві переважають ґрунти двох типів (додаток А):

— чорноземи звичайні середньогумусні незмиті і слабозмиті пилувато-важкосуглинкові (площа 4704,1 га), що становить близько 90% ;

— чорноземи звичайні середньогумусні середньозмиті на щільних глинах (площа 280,8 га).

Для дослідження динаміки вмісту гумусу в ґрунтах господарства були використані матеріали агрохімічної характеристики ґрунтів СТОВ агрофірми «Україна» за 1961, 1970, 2005, 2009 рр.

Аналізуючи дані 1961 року (табл. 4.1) вміст гумусу у чорноземах звичайних середньо гумусних незмитих і слабозмитих пилувато-важкосуглинкових (надалі тип I) в орному шарі (0−33 см) становить 5,51−6,70%; а в чорноземах звичайних середньо гумусних середньозмитих на щільних глинах (надалі тип II) вміст гумусу відповідно — 4,05 — 4,21%.

Таблиця 4.1

Динаміка вмісту гумусу у основних типах ґрунтів господарства СТОВ агро фірми «Україна»

Отже, тип II менш родючий ґрунт. Тому, особливу увагу треба приділяти поліпшенню їх фізико-хімічних властивостей. Обробіток ґрунту слід проводити в стані стиглості і в стислі строки. В матеріалах відмічено, що вже на той час внаслідок несвоєчасного і часто неправильного обробітку структура в орному шарі розпорошена. Більш стійка зерниста структура виявлена в підорному шарі.

Дані аналізів 1970 року вказують, що вміст гумусу у ґрунтах I типу знизився в порівнянні з 1961 роком і становить 5,42−6,54%

Такі ґрунти мають добру родючість та можуть використовуватися під усі сільськогосподарські рослини. Проте, для одержання високих врожаїв потрібно застосовувати різні протиерозійні засоби від дальшого змиву ґрунтів.

Щодо ґрунтів типу ІІ (див. табл. 4.1) спостерігається аналогічна тенденція до зниження вмісту гумусу: 4,02−4,18%. Це є результатом негативного балансу гумусу та ерозії ґрунту (в основному водної).

Інтенсивна дегуміфікація ґрунтів даного господарства спостерігається і в 2005 році. Так, середній показник вмісту гумусу складає 4,1−4,4% (тип І); а в ґрунтах типу 2 — 3,3 — 3,9%. Отже, вміст гумусу за останні 44 роки знизився майже на чверть.

Вміст гумусу у ґрунті (тип 1) у 2009 році наблизився до критичного рівня: 3,9−4,0%; а в ґрунтах типу 2 — 2,92−3,07%.

Дослідження динаміки вмісту гумусу в ґрунтах чорноземах звичайних середньогумусних незмитих і слабозмитих пилувато-важкосуглинкових та чорноземах звичайних середньо гумусних середньозмитих на щільних глинах показало, що відбувається швидка дегуміфікація грунтів СТОВ агрофірми «Україна». Якщо в 1961 році вміст гумусу (тип І) становив 5,51−6,70%, то у 2009 році наблизився до критичного: 3,9−4,0%, тобто вміст гумусу зменшився на 30%. Аналогічні зміни відбулися і по другому типу ґрунтів, а саме: вміст гумусу за 48 років зменшився майже на 28%.

Для дослідження середньозваженого вмісту гумусу на полях даного господарства було порівняно його кількісні показники в залежності від розташування ділянок, а саме: на рівнинах та на схилах. Відомо, що найбільше гумусу втрачається внаслідок ерозії та мінералізації, а також в результаті неконтрольованого використання пестицидів. Якщо порівнювати параметри гумусу на рівнинних полях та на схилах, то вони суттєво відрізняються.

На полях, що розташовані на рівнині виявлено залежність: середній показник вмісту гумусу відповідно зменшується з 1961 по 2009 рік (табл. 4.2).

Таблиця 4.2

Зведена таблиця показників паспортів полів за вмістом гумусу у ґрунтах господарства СТОВ агрофірми «Україна» (поля на рівнині)

Цю залежність ілюструє додаток Б.

Проаналізувавши динаміку вмісту гумусу на ділянках, що розташовані на схилах, де деградація ґрунтів відбувається в більшій мірі, приходимо висновку, що кількість гумусу теж на цих полях за останні 48 років знизилась до критичного [ 1 ], (табл. 4 .3).

Таблиця 4.3

Вміст гумусу у ґрунтах господарства, що розташовані на схилах

Графік 4.1 ілюструє, що показник вмісту гумусу в ґрунтах господарства у 2009 році найменший. Отже, в результаті інтенсивного використання ґрунтових ресурсів степової зони України в другій половині 20-го століття і до цього часу відбувається зростання деградаційних процесів, що зумовлює зниження гумусу в ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна».

Графік 4.1

Динаміка вмісту гумусу у ґрунтах господарства, що розташовані на схилах Також, однією із причин зниження вмісту гумусу є його негативний баланс. Про це свідчать табличні дані за 2003;2004 роки (додаток В), які вказують, що втрати гумусу перевищують його нагромадження більше як на половину.

Таким чином, споживацьке ставлення до землі, намагання якнайбільше від неї взяти та якнайменше їй повернути призводить до виснаження гумусу.

3.1 Рекомендації із зниження дегуміфікації ґрунтів господарства

· Біологізація землеробства. Відхід від традиційних технологій. Сидерація.

Сидерація — прийом в землеробстві, коли вирощують сидерати з метою поповнення запасів мінералів, води, органіки у ґрунті, а також для захисту ґрунту і листків рослин від надлишку сонячної радіації.

· Ефективність застосування добрив. Виробництво біогумуса.. Застосування органічних добрив є вирішальним заходом у відтворенні родючості ґрунтів.

· Заліснення та залуження територій прилеглих до річок.

· Мульчування.

Мульчування — захист шару ґрунту шляхом залишення подрібнених рослинних залишків на його поверхні з метою збереження вологи та структуризації.

Відмова від хімічних засобів захисту рослин. Застосування біопрепаратів.

· Відмова від хімічних засобів захисту рослин. Застосування біопрепаратів.

ВИСНОВКИ

1. Вміст гумусу у ґрунті - основний показник його родючості.

2. Динаміка вмісту гумусу у ґрунті визначає його екологічний стан.

3. В результаті інтенсивного використання ґрунтових ресурсів степової зони України в другій половині ХХ ст. і до цього часу відбувається зростання деградаційних процесів, що зумовлює зниження гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна»

4. Аналіз еколого-агрономічних паспортів вказує на те, що у господарстві переважають ґрунти: чорноземи звичайні середньогумусні незмиті і слабкозмиті пилувато — важкосуглинкові та чорноземи звичайні середньогумусні на щільних глинах.

5. Дослідження динаміки вмісту гумусу в ґрунтах господарства за тривалий період з 1961 по 2009 рік вказує, що відбувається швидка дегумініфікація ґрунтів СТОВ агрофірми «Україна».

6. На схилових землях агрофірми вміст гумусу наблизився до критичного.

7. Зниження вмісту гумусу у ґрунтах СТОВ агрофірми «Україна» не є природним, а це є результат діяльності людини. А темпи його зниження вказують на те, що необхідно змінити вектор землеробства.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Докучаев, В. В. Російський чорнозем Державне вид-во с/г літ., 1952. — 460 с.: портр., табл.

2. Н. Д. Борисяк «Про чорнозем» (1852, с. 64)

3. П. А. Костичев «Грунтознавство» 1937 — 53с.

4. Грінченко А. М «Ознаки родючості» 1973, 1976 — 320 с.

5. Стан родючості ґрунтів України та прогноз його змін за умов сучасного землеробства / За ред. В.В. Медведєва, М.В. Лісового. — Х.: Штріх, 2001. — 100 с.

6. Мониторинг почв Украины. Концепции, предварительные результаты, задачи.-Харьков: Антиква, 2002.-428 с.

7. Чабан В.І., Коваленко В. Ю., Клявзо С. П. Параметри вмісту гумусу.

8. Просторова інтерпретація даниз моніторингу вмісту поживних речовин в ґрунтах Миколаївщини /[Чорний С. Г., Макарова Г. А., Люарцев В. М., Чорна Т. М. ] //

Вісник аграрних наук причорномор 'я — 2008. — Вип. 3 (46). — С. 266−273.

9. Методика агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення: [за ред. С. М. Рижука, М. В. Лісового, Д. М. Бенцаровського]. — К., 2003. — 64 с.

10. Ґрунти Миколаївської області. — Одеса: Маяк, 1968. — 60 с.

11. Метод Тюріна видавництво «Союзсільхозхімія» 58с.

12. Манна с небес — в огород. Всемогуща сидерація. Б. А. Бублик, В. Т. Гридчин. Казань, 2012 г, 96с.

13. Докучаев В. В., Овраги и их значение, Соч., т. 1, М. — Л., 1949.

Додаток, А Зведена таблиця показників паспортів полів за вмістом гумусу

Додаток Б Порівняльний аналіз вмісту гумусу у ґрунтах господарства

Додаток В Поле СТОВ Агрофірми «Україна», що розташоване на рівнинаі

Поле СТОВ Агрофірми «Україна», що розташоване на схилі