Оцінка агроекологічного стану ґрунтового покриву
Основною метою оцінки агроекологічного стану ґрунтового покриву є розробка заходів управління станом агроекосистем, які формуються на цих грунтах. Така оцінка дає достовірну інформацію про основні процеси, які відбуваються в грунтах і визначають рівень їхньої родючості.
Виділимо основні етапи оцінки агроекологічного стану ґрунтового покриву:
1) постановка мети і завдань оцінки;
2) підбір основних та допоміжних показників оцінки;
3) вибір методів отримання даних д
4) порівняння отриманих показників з еталонами;
5) визначення найгірших і найкращих показників стану та причин, що їх викликали;
6) узагальнення показників та проведення інтегральної оцінки.
Наступним етапом, що слідує за оцінкою, є етап управління агроекологічним станом грунтів, для здійснення якого власне і потрібна оцінка.
Залежно від мети і завдань оцінки проводиться підбір основних та допоміжних оціночних показників. Всі показники агроекологічної оцінки поділяються на три групи, кожна з яких ділиться на три категорії (див. рис.6.3.).
У межах груп показники ранжують на категорії, які підпорядковані контролю санітарного стану грунту:
1 -для визначення вмісту речовин, які необхідні для нормального функціонування агроекосистеми;
2 - для виявлення речовин, які в певних концентраціях мають негативний вплив;
3 - для характеристики токсичних речовин, присутність яких або зовсім виключається, або допустима в мікрокількостях.
Рис. 6.3. Групування показників оцінки агроекологічного стану
ґрунтового покриву (М.М. Городній, 2003 )
Оцінка агроекологічного стану грунтів може здійснюватися як за прямими показниками (такими, які встановлюються експериментально шляхом польових досліджень або в процесі моніторингу) так і непрямими (такими, які самі по собі безпосередньо не свідчать про агроекологічний стан, але характеризують імовірність виникнення певних процесів у грунтовому покриві, тому за їхніми величинами прогнозують агроекологічний стан, на основі чого і роблять оцінку).
Вибір методів отримання даних оцінки залежить від можливості їхнього порівняння. Якщо існують експериментальні дані, які можна порівнювати, то в більшості випадків їм і надають перевагу, тому що саме експериментальні добре систематизовані, статистично опрацьовані дані є найбільш достовірними.
Оцінка агроекологічного стану ґрунтового покриву за прямими показниками можлива лише в умовах систематичного моніторингу ґрунтового покриву за названими показниками. Для забезпечення управління грунтовими процесами нині достатньо організації систематичного контролю тих основних показників родючості грунтів, зміни яких найбільш можливі. До таких відносяться:
1) кислотно-лужні та окисно-відновні умови грунтів;
2) показники гумусового стану та стану колоїдного комплексу грунту;
3) фізико-хімічні показники (активність основних іонів та потенціали живлення);
4) показники агрофізичного стану грунту;
5) показники техногенного забруднення (якщо таке можливе на даній території)
Кислотно-лужні та окисно-відновні умови грунтів характеризуються рН водної і сольової витяжки, показниками потенціальної кислотності, окислювально-відновним потенціалом. Механізми кислотно-лужних, окислювально-відновних реакцій багато в чому схожі, для їх аналізу використовують методи потенціометрії.
Із зміною кислотно-лужних умов у грунті виникають несприятливі явища руйнування органічної речовини і мінеральної частини колоїдів, підвищений винос елементів живлення і мікроелементів, лужних і лужноземельних катіонів. Всі ці процеси підлягають контролю.
Показники гумусового стану грунту: вміст та запаси гумусу, якісний склад гумусу (фракційно-груповий та склад колоїдних форм гумусу), реакційна здатність гумусу. Стан колоїдного комплексу характеризується ємністю катіонного обміну та складом обмінних катіонів. Реакційна здатність гумусу свідчить про ємність катіонного обміну, яку створює в грунті 1% гумусу.
Фізико-хімічні показники, що свідчать про режим живлення грунту:
●активність основних іонів, що визначають ріст і розвиток рослин в системі грунт– ґрунтовий розчин;
●потенціали живлення калію, кальцію, фосфору;
●буферна здатність грунту щодо калію, кальцію, фосфору та кислотно-основна буферна здатність.
Показники агрофізичного стану грунту:
●щільність складення у рівноважному стані;
●структурно-агрегатний склад грунту;
●вологозабезпеченість та водопроникність грунту.
Щільність складення грунту у рівноважному стані доцільно визначати в однотипній сівозміні і під однією культурою. Такий контроль дає можливість не тільки своєчасно виявляти ущільнення, а і зафіксувати початок агрофізичної деградації. Аналіз структурно-агрегатного складу повітряно-сухих зразків в першу чергу дає інформацію про ті зміни в механізмі структуроутворення, які можуть бути обумовлені хімічними, фізичними або біологічними чинниками.
Одним із найважливіших показників оцінки вологозабезпеченості рослин є здатність грунту пропускати воду – водопроникність. Потрібно також систематично контролювати польову вологість грунту.
Показники техногенного забруднення грунту поділяються на дві групи:
1) перша група характеризує ступінь накопичення в грунтах металів та неметалів як щодо загального їх вмісту, так і окремих елементів (відношення валової кількості у досліджуваному грунті до вмісту у контрольному). Про активне забруднення роблять висновок на підставі фіксації таких елементів, які здатні поступати і накопичуватися в рослинах. На основі цього роблять висновок про негативний вплив металів на біоту грунту і стан рослин.
2) друга група показників характеризує надходження на поверхню грунту газопилових викидів та їхню дію на грунтовий покрив, грунтову мікрофлору і рослини (відношенням вмісту важких металів в грунті (мг/кг) до кількості в ньому органічного вуглецю (%). З одного боку, це дає уявлення про надходження металів у грунт, а з іншого – свідчить про процеси деградації. Використовуючи ці показники, виділяють зони забруднення грунтів металами. До сильнозабруднених, непридатних для використання у сільському господарстві, відносять грунти із вмістом важких металів вище фонового у 3-5 разів – для малобуферних і у 5-10, а то й у 20 разів – для високобуферних.
В умовах антропогенного забруднення грунту використовують комплексну систему показників, яка грунтується на елементарних грунтово-біологічних процесах, протікання яких оцінюють через ферментативну активність та ін. показники.
Прямі показники оцінки агроекологічного стану ґрунтового покриву окремого поля чи іншої земельної ділянки зводяться в еколого-агрохімічний паспорт поля.
Еколого-агрохімічний паспорт поля – це документ, у якому зосереджена інформація про родючість ґрунтів та їхній агроекологічний стан.
Розробляється він для кожного поля або земельної ділянки на основі матеріалів агрохімічного, радіологічного та інших видів моніторингу ґрунтів, у тому числі на вміст важких металів та решток пестицидів. Користуючись цими паспортами, обґрунтовують заходи, спрямовані на раціональне використання та підвищення родючості ґрунтів, поліпшення їхнього агроекологічного стану.
Питання самоконтролю:
1. Розмежуйте поняття «стійкість» та «стабільність» агроекосистеми
2. Розкрийте суть поняття «родючість ґрунту» та розмежуйте основні категорії родючості
3. Назвіть основні умови родючості грунту
4. Вкажіть агрономічно значущі показники родючості ґрунту
5. Що таке «агроекологічний стан ґрунтового покриву» і якими показниками він визначається ?
6. Розмежуйте поняття «екологічна стійкість « та «буферність» ґрунту.
7. Назвіть групи та типи буферності грунту.
8. З якою практичної метою використовують показники буферності вапняного потенціалу, буферності солонцевого потенціалу, калійної буферності ?
9. Що включає в себе жива речовина ґрунту ?
10. Розмежуйте поняття «жива речовина грунту» та «органічна речовина грунту».
11. Розмежуйте поняття «органічна речовина грунту» та «гумус».
12. Назвіть усі таксономічні групи ґрунтових організмів. Яка їхня екологічна роль у агроекосистемі ?
13. Розкрийте суть поняття «біологічна активність грунту» та вкажіть, якими показниками вона характеризується.
14. Чим відрізняється «симбіотична» та «асоціативна» азотфіксація ?
15. Під якими культурами сівозміни (ботанічна родина) існує симбіотична азотфіксація ?
16. Назвіть основних представників грунтової біоти (основні групи бактерій), які забезпечують асоціативну азотфіксацію грунту.