РОЗДІЛ ІІІ. ОЦІНКА РОДЮЧОСТІ ҐРУНТІВ

Рівень продуктивності ґрунту в одних і тих самих умовах буде неоднаковий для різних як природних, так і культурних рослин. У звязку з цим О.Н.Соколовський зазначає, що родючість ґрунту - явище відносне, вона залежить не тільки від властивостей ґрунту, а й від рослин, які культивуються на ньому. За одних умов певна культура добре забезпечується всіма необхідними елементами, а інша - ні. Тому коли мова йде про якісну характеристику ґрунту, його родючість і продуктивність, то вона повинна належати до конкретних вирощуваних культур.

Родючість ґрунту при використанні в сільському господарстві залежить як від природних факторів, так і розвитку науково-технічного прогресу через застосування нових технічних засобів обробітку посіву, збирання врожаю, внесення добрив, засобів захисту від хвороб і шкідників, нових сортів і гібридів, проведення меліорації тощо.

Сьогодні достеменно обґрунтовано, що оцінити продуктивну здатність ґрунтів одним бонітетним показником в балах неможливо. Родючість ґрунтів у природних і культурних фітоценозах реалізується по-різному. Крім цього в агроценозах рівень продуктивності поряд з природними чинниками родючості визначається додатковими капіталовкладеннями. Тож немає і практично не може існувати єдиного універсального показника якості ґрунтів, розрахованого будь-яким методом.

Серед існуючих методів оцінки родючості ґрунтів різної генетичної природи можливо коректно і порівняно здійснити визначення їх якості на підставі трьохрівневої системи:

1) Природний потенціал - потенціал природної родючості ґрунту;

2) Агропотенціал природної родючості - агро потенціал продуктивної здатності конкретних сільськогосподарських культур лише за рахунок природних чинників;

3) Агропотенціал ефективної родючості ґрунту - при застосуванні додаткових матеріальних ресурсів у вигляді добрив і меліорантів у оптимальних обємах.

Параметри якості ґрунтів певних сільськогосподарських культур за природної родючості віддзеркалюють ефективність реалізації природних ресурсів ґрунту, тому мають слугувати науковою основою розробки спеціалізації сільськогосподарського виробництва шляхом еколого-біологічної відповідності між вирощуваними видами рослин і навколишнім середовищем для найповнішого використання його ресурсу. Вони можуть бути використані для оптимізації системи оподаткування та обєктивної оцінки вартості землі як товару. Проте лише за їх допомогою складно коректно визначити економічну і грошову оцінку ґрунтів. Це можливо здійснити на підставі якості ґрунтів за ефективною родючістю.

Природний потенціал ґрунту є комплексним показником забезпечення ресурсами тепла, вологи і поживними речовинами в межах відповідного типу ґрунтоутворення, а через них і продуктивної здатності природних і культурних ценозів.

Незважаючи на велику складність і неоднорідність системи ґрунтоутворення, вона має загальну рису, повязану з трансформацією органічної маси і формуванням гумусових речовин. За В.В.Докучаєвим вони є інтегральний вияв усього комплексу ґрунтоутворювачів. В звязку з цим загальні запаси гумусу є одним із репрезентативних критеріїв природного потенціалу ґрунту. Вони корелюють з гранулометричним складом, сумою увібраних катіонів, водними властивостями, загальними запасами азоту, фосфору, калію, їх рухомих форм та іншими властивостями, позаяк у природній системі більшість з них взаємоповязані і взаємозумовлені. Проте в межах ґрунтів різної генетичної природи параметричні показники запасу гумусу не віддзеркалюють продуктивну їх здатність стосовно природних і культурних ценозів, що повязано з неоднаковим характером формування гумусонагромадження під травянистою і лісовою рослинністю.

Необхідно відмітити, що гумусонагромадження як природний феномен зумовлюється тільки за рахунок наявності в ґрунтоутворенні травянистої флори. Вона як домінант в степових умовах зумовила формування гумусу в залежності від її продуктивності, яка визначається зволоженням (табл.1).

Найбільші параметри природного потенціалу мають:

- чорноземи типові, вони коливаються в межах 280 - 640 т/га гумусу в залежності від зволоження в теплий період (ГТК V - IX = 0,90-1,30), вмісту фізичної глини (21 -60%) та кількості опадів в ХІ - ІІІ місяцях (120-180 мм при засвоєнні їх 47 - 65%);

- чорноземи звичайні - відповідно 160 - 680 т/га при ГТК V - IX = 0,68-0,89, 21-75% фізичної глини і 120 - 210 мм за ХІ - ІІІ при їх засвоєнні 47 - 72%;

- чорноземи південні - 120-280 т/га при ГТК V - IX = 0,61 - 0,67, 21-65% фізглини, 120-140 мм за ХІ - ІІІ при їх засвоєнні 65-80%;

- темно-каштанові - 100-260 т/га при ГТК V - IX = 0,52 - 0,60, 21-65% фізглини, 120-160 мм за ХІ - ІІІ при їх засвоєнні 65-72%;

- каштанові - 75-155 т/га при ГТКV - IX = 0,45-0,51, 21 - 60% фізглини,120-140 мм за ХІ - ІІІ при їх засвоєнні 72%.

Параметри природного потенціалу добре корелюють з ресурсом зволоження, вираженим у показниках ГТКV - IX, кількості опадів за ХІ - ІІІ місяці та їх засвоєння, що виражається в потужності гумусованого профілю. Для першого R = 0,94 - 0,98, між потужністю профілю та опадами за листопад - березень та їх засвоєнням R = 0,85 - 0,90.

Існує тісний взаємозвязок між параметрами природного потенціалу в ґрунтах акумулятивного ряду та врожайними даними сільськогосподарських культур як інтегральними показниками родючості за умови високої культури землеробства (рис. 1).

Чорноземи, темно-каштанові і каштанові ґрунти, які сформувались на схилах, характеризуються меншими параметрами природного потенціалу в результаті погіршення умов зволоження за рахунок втрати вологи з поверхневим стоком, підвищеної випаровуваності тощо.

В залежності від ступеню аридізації вони складають: слабоксероморфні - 75+15, середньксероморфні - 50+10, сильноксероморфні - 30+10% відносно фону (плакору).

Нормативи природного потенціалу дають змогу обєктивно охарактеризувати агровиробничі якості будь- якої ділянки землі з акумулятивним характером ґрунтового покриву.

Наявність травянистого покриву під лісом як джерела гумусонакопичення визначається сприятливістю екологічних умов для розвитку дендрофлори: чим вони кращі для неї, тим менше розвинений травянистий покрив, а значить, і нижчі параметри нагромадження гумусу.

І навпаки, травяниста рослинність по відношенню до чорноземів типових (100%) брала участь у формуванні: дерново-підзолисті - 25-35%, ясно-сірі лісові - 35--45%, сірі лісові - 45-55%, темно-сірі опідзолені - 60-70%, чорноземи опідзолені - 70-80%.

В звязку з цим тренди нагромадження гумусу поступово знижуються в ряду: чорноземи опідзолені - темно- сірі опідзолені - сірі лісові - ясно-сірі лісові - дерново-різних ґрунтів за екологічними умовами формування.

Розрізняють агроґрунтовий потенціал: 1) за природною та 2) за ефективною родючістю. Параметри ґрунтових агропотенціалів за природною і ефективною родючістю відображають цілий комплекс антропогенних і природних чинників. Якщо перші можливо в деякій мірі витримати в часі, то природні гідротермічні показники клімату не піддаються регулюванню. Вони динамічні, особливо в зонах нестійкого зволоження. Тому на практиці параметри агропотенціалів сільськогосподарських культур коливаються в межах до +25% в залежності від зволоження року (в посушливі вони знижуються, а у вологі - збільшуються).

Вимогам щодо високої культури землеробства відповідають тільки підзолисті у співвідношенні 75:65:50:40:30 при 100% у чорноземах типових.

Щодо продуктивності дендрофлори звязок зворотний, вона збільшується приблизно у вище наведених співвідношеннях.

Параметри природного потенціалу в межах кожного типу ґрунтоутворення опідзоленого ряду (дерново-підзолистий, ясно-сіролісовий, сіролісовий, темно-сіроопідзолений, чорноземо-опідзолений) зростають як при покращенні зволоження (рис. 2), так і при збільшенні вмісту фізичної глини (рис. 3).

Між параметрами природного потенціалу ґрунтів опідзоленого ряду та врожайністю сільськогосподарських культур звязок практично відсутній (рис.1,3, табл.1).

Це обумовлено тим, що гумус не відображає пріоритетних факторів родючості для сільськогосподарських культур. Краща вологозабезпеченість в період травень - липень в місцях формування опідзолених ґрунтів, на який припадає критичний період розвитку більшості сільськогосподарських культур, компенсує деяку несприятливість фізичних і фізико-хімічних властивостей даних ґрунтів, що забезпечує рівну або вищу продуктивність порівняно з чорноземами типовими, незважаючи на відмінності в запасах гумусу.

Продуктивність культур - обєктивний прямий показник родючості ґрунтів. Це положення діє за умови високої культури землеробства, яка вимагає вибір оптимальних систем чергування культур у сівозмінах на біолого- адаптивних принципах, упровадження нових сортів, дотримання зонально-регіональних технологій вирощування, захист від хвороб і шкідників, внесення добрив і меліорантів в оптимальних обємах та ін. За цих умов належним чином реалізується природний потенціал ґрунтів через врожай сільськогосподарських культур.

Нормативна врожайність відповідної сільськогосподарської культури конкретного за еколого-генетичним статусом та гранулометрією ґрунту співвіднесена до середньобагаторічних гідротермічних показників місця його розташування прийнята як ґрунтовий агропотенціал. Цей показник дає можливість дотримуватись принципу єдиної відміни і обєктивно порівнювати продуктивну здатність дані довготривалих стаціонарних дослідів (15 - 30 років) після 60-х років минулого століття, коли перейшли на вирощування сортів і гібридів інтенсивного типу. Вони пробовувались практично на всіх дослідних пунктах України. Дані на варіантах «абсолютний контроль» характеризують агропотенціал за природною родючістю, а на антах з внесенням добрив і меліорантів в оптимальних дозах в екологічному та економічному аспектах - агро- тенціал за ефективною родючістю.

Для дотримання принципу єдиної відміни проводяться коригування середніх результатів врожайних даних за кліматичними параметрами років досліджень із холодний період, чисельність яких на території України коливається від 120 - 140 мм до 180 - 210 мм на рівнинній частині. В зоні Степу Північного зростання між крайніми значеннями кількості опадів становить 10-15% за умови однакового їх засвоєння та однотипного гранулометричного складу (рис. 5).

В той же час в ній частині Лісостепу збільшення кількості опадів в даний період сприяє перезволоженню, розвитку глейових процесів, що обумовлює зниження родючості в глеюватих видах до 5-10%, глейових - в два рази і більше .

Територія України диференціюється на 6 ґрунтово-екологічних фацій за тривалістю морозного періоду і за багаторічними їх значеннями, коли відхилення перевищує 5%. Для цього розроблюються регресивні моделі звязку для кожної культури.

За відсутності урожайних даних довготривалих дослідів певних ґрунтів використовують розрахунковий метод визначення родючості на підставі природного їх потенціалу, так як існує велика щільність звязку між урожайними даними та природним потенціалом в межах кожного типу ґрунтоутворення.

Кореляційний звязок для чорноземів звичайних і південних становить Р = 0,98, чорнозему типового і опідзоленого ґрунту - Р = 0,96, темно-каштанового і каштанового ґрунтів - Р = 0,95, дерново-підзолистого освоєнням опадів холодного періоду, останнє коливається від 47% (перша фація) до 80% (шоста фація).

Продуктивність сільськогосподарських культур зростає від першої до шостої фації за значності інших факторів. Так на чорноземах звичайних між І і V фаціями становить 25-30%, а між фаціями 11,5 ц/га за умови рівнозначності інших факторів (рис. 4).

Такий стан речей обумовлений різними параметрами засвоєння опадів холодного періоду внаслідок однакової континентальності (без глейових видів) - Р = 0,92, сірого лісового К = 0,90, чорнозему опідзоленого - Р = 0,88 і т.д.

Фактори продуктивної здатності ґрунтів України:

- Забезпеченість вологою і теплом є вирішальним фактором у визначеності родючості ґрунту.

Продуктивність сільськогосподарських культур поступово зростає при збільшенні параметрів ГТКу .

Необхідно відмітити, що в межах однакового зволоження в теплий період, але різної фаціальності кількість гумусу в чорноземах звичайних за однакового гранулометричного складу становить один рівень .

Проте параметри природного потенціалу зростають від І до V фацій за рахунок збільшення потужності гумусованого шару як наслідку засвоєння опадів холодного періоду. В існуючих методичних розробках щодо визначення якості ґрунтів за родючістю враховують тільки кількість гумусу, проте не беруть до уваги фаціальне явище в цьому питанні (рис.5).

В Україні зустрічається 15 градацій ґрунтів на рівні роду за вмістом фізичної глини від 0-5 до 71-75%. Її вплив на родючість ґрунтів має зонально-регіональний характер в залежності від параметрів зволоження. В умовах його недостатнього і нестійкого теру продуктивність культур поволі зростає при збільшенні вмісту фізичної глини за умови інших факторів. В межах дацій зростання становить біля 0,5-1,0 ц/га за однозначності інших факторів родючості (рис. 6).

В регіонах достатнього і підвищеного зволоження підвищення продуктивності сільськогосподарських культур спостерігається до вмісту фізичної глини 35-45% в залежності від типу ґрунтоутворення, при подальшому її зростанні вона зменшується внаслідок дії негативного чинника - перезволоження.

Продуктивність скелетних ґрунтів визначається вмістом скелету, кількість якого обумовлює щільність фізичної глини, важливого фактору родючості та параметрами зволоження місця їх залягання.

В зоні чорноземів південних відносно аналогів на лісах слабохрящуваті види мають продуктивність нижчу на 5-10%, хрящуваті - 10-20% і щебенювато- хрящуваті - 20-40%.

Чорноземи звичайні скелетні мають більше зменшення продуктивності щодо аналогів на лесах: слабохрящуваті - на 20-25%, хрящуваті - 30-40%, щебенювато-хрящуваті - 55-65%. В регіонах достатньо і сильно зволожених в дернових опідзолених карбонатних скелетних ґрунтах природна родючість зростає від щебенювато-хрящуватих до слабо хрящуватих в межах 50-200% в залежності від культури, проте за ефективної родючості різниця складає 10 - 30%.

Земельний фонд України в природних зонах ускладнюється ґрунтами іншої генетичної природи. Особливо це стосується зон Полісся, Степу Південного і Сухого. В звязку з цим якісна характеристика їх земельних ресурсів обумовлюється як фоновими земельними ґрунтами, так і ґрунтами іншої генетичної природи .

Так, в зоні Степу Південного і Сухого генетична природа фонових чорноземів південних темно-каштанових і каштанових солонцюватих ґрунтів визначається ступенем зволоження, оскільки існує прямий функціональний звязок між їх генезисом і гідротермічними кліматичними умовами. Параметри продуктивності лучно-південночорноземних поверхнево оглеєних ґрунтів однакові відносно чорноземів південних за однорідності гранулометричного складу, проте зі зростанням у них ступеня оглеєння вони знижуються на 10-20%.

Родючість лучно-каштанових поверхнево оглеєних ґрунтів становить 0,75 ± 0,05 щодо плакорних фонових темно-каштанових або каштанових ґрунтів в залежності від їх зони знаходження за однорідності гранулометрії, а в дернових поверхнево глейових ґрунтах вона становить 0,70 ± 0,05, при 0,58 ± 0,07 в дерново-поверхнево глейових осолоділих відносно фонових зональних ґрунтів території їх залягання

Солонцюватість і засолення різко знижують продуктивність ґрунтів. Так, в солонцях каштанових продуктивна здатність становить 0,65 ± 0,05 відносно плакорних фонових ґрунтів аналогічного гранулометричного складу. Родючість лучно-каштанових солонцюватих глибоко засолених становить 0,85 ± 0,05 щодо каштанових солонцюватих аналогічного гранскладу, середньо-сильносолончакуватих видів - 0,75 ± 0,05, а солончакових - 0,65 ± 0,05, солонців лучно-каштанових солончакових - 0,55 ± 0,05 відносно лучно-каштанових солонцюватих глибоко засолених.

Продуктивна здатність каштаново-лучних солонцюватих засолених ґрунтів становить 0,70 ± 0,05 щодо зональних фонових каштанових солонцюватих ґрунтів, середньо-сильносолончакуватих знижується до 0,65 ± 0,05, а солончакових - 0,45 ± 0,05. Солонці каштаново-лучні солончакові мають 0,50 ± 0,05 відносно фонових каштаново-лучних солонцюватих ґрунтів в залежності від ступеню їх засолення.

Продуктивна здатність схилових ґрунтів визначається ступенем ксероморфності (аридності, засушливості) місця їх формування. Для всіх зональних ґрунтів слабоксероморфного ступеня як за природної так і ефективної родючості вона становить 0,85+0,05, середнього - 0,72+0,07 і сильного - 0,55+0,08 відповідно до повно профільних видів за однаковою гранулометрією. Еродованість додатково зменшує продуктивну здатність кожного ступеня за ксероморфністю ґрунтів на 10%.

Таким чином, цінність землі як основного засобу сільськогосподарського виробництва у конкретній інфраструктурі визначається родючістю ґрунтів - здатністю їх задовольняти потреби рослин у поживних речовинах, повітрі, воді, теплі, сприятливим середовищем за фізичними і біологічними показниками і забезпечувати отримання високоякісного врожаю сільськогосподарських культур. Ресурсний потенціал родючості повною мірою віддзеркалює дворівнева система оцінки на підставі природних його чинників - агроґрунтового потенціалу природної родючості і застосування матеріальних ресурсів у вигляді оптимальних доз добрив і заходів агрономічного спрямування - агропотенціалу ефективної родючості (рис.7).

Критерієм виміру якісної оцінки ґрунту за природною і ефективною родючістю є агропотенціал в ц/га. Проте його можна виразити і в балах. За природною родючістю оцінка здійснюється за 100-бальною шкалою. Вищий бал мають ґрунти, які характеризуються найбільшою продуктивністю. В звязку з тим, що родючість - явище конкретне щодо певної сільськогосподарської культури, тому бонітувальний статус ґрунтів за родючістю розраховується для кожної культури. Бонітетні бали природної родючості параметрично відображають флористичну комфортність ґрунту відносно еталону, який характеризується найкращими умовами для вирощування певної культури в Україні.

Кількісна оцінка ефективної родючості в балах, сформованої за рахунок додаткових капіталовкладень, повинна демонструвати зростання продуктивності культур відносно природної в реальному форматі, віддзеркалювати рівень реалізації природного ресурсу ґрунту в порівняних абсолютних величинах. У звязку з цим принцип розрахунку показників ефективної родючості повинен бути іншим щодо природної.

Переважають зростання ресурсної здатності ґрунтів при застосуванні додаткових капіталовкладень агрономічного спрямування.

Постає питання щодо просторової диференціації ґрунтів за родючістю. Основою для такого розподілу земельних ресурсів за природною і ефективною родючістю маю слугувати ґрунтово-екологічне районування України.

Ґрунтовий покрив в просторі представляє собою єдиний функціональний комплекс з різними ієрархічно підпорядкованими структурними рівнями, кожний з яких характеризується специфічними ознаками взаємозвязку між кількісними показниками ґрунтових властивостей та параметрами природних факторів їх формування. Адекватність ґрунтових тіл умовам навколишнього середовища покладений в основу ґрунтово-екологічного руйнування, яке являє собою поділ ґрунтового покриття.

Бонітувальна шкала за природної продуктивності має замкнутий характер, у той час як за ефективної родючості вона розімкнута, тому що приріст продуктивності за рахунок ефективної родючості враховує і базову природну родючість. Для ґрунтів, які забезпечують високу врожайність за рахунок природного рівня, показники ефективної родючості перевищують 100 балів. За такого підходу до встановлення бонітетних показників за ефективною родючістю ціна бала повинна бути однаковою для обох її видів. Бонітетні бали за ефективною родючістю відображають відносно однорідні й неповторні території за ґрунтами різного еколого-генетичного статусу відповідно таксономічного їх рівня, в основі яких існують чіткі закономірності між кількісними показниками ґрунтових властивостей та параметрами природних факторів їх формування. Тому ґрунтово- екологічне районування базується на генетичній еколого-субстантивній класифікації ґрунтів України на параметричній основі, у якій кожна таксономічна одиниця виділена на підставі кількісних діагностичних показників у взаємозвязку з екологічними умовами їх походження.

Ґрунтово-екологічне районування включає 5 послідовних ґрунтово-екологічних рівнів територіальної диференціації ґрунтового покриву: зона-підзона-фація-провінція-педопарцела.

Виділено 10 екологічних зон з певними параметрами і структурою ґрунтового покриву на рівні типу.

Ґрунтово-екологічна підзона - ареал поширення певних підтипів зональних ґрунтів унаслідок відмінностей у перерозподілі сонячної енергії і вологи в межах зон. Виділено 18 підзон: 2 в зоні Полісся, 6 - Лісостепу, 3 - Степу Північному, 2 - Степу Сухому, 5 - Лісовій Буроземній. Кожна підзона характеризується певною інтенсивністю гумусонагромадження через компактні параметри КВАГ кожного спектра структури ґрунтоутворення та відповідних критеріїв.

Для енергетики ґрунтоутворення й агрономічного потенціалу земель важливе значення має вологозабезпеченість в зимовий період, яке визначається кількістю опадів і їх засвоєнням ґрунтом. Відображенням цієї закономірності є потужність профілю (рис.8). Її параметри мають обернено пропорційний характер від тривалості морозного періоду. В звязку з цим територія України розподілена на 6 ґрунтово-екологічних фацій - ареал зон і підзон за параметрами засвоєння опадів холодного періоду (ХІ - ІІІ):

І - 47, ІІ - 52, ІІІ - 58, IV - 65, V - 72, VI - 80%.

Кожна підзона в межах фацій розподіляється на більш гомогенні в ґрунтово- екологічному відношенні провінції з однаковими параметрами гідротермічних умов за першу (V - VII) і другу (VIII - IX) частини вегетаційного періоду та кількості опадів за ХІ - ІІІ місяці в умовах їх певного засвоєння. Функціонально дані кліматичні критерії в межах провінції повною мірою відображають ресурси вологозабезпечення як визначального чинника типу ґрунтоутворення, інтенсивності його прояву через параметри гумусонагромадження.

Ґрунтовий покрив провінції характеризується однаковими морфологічними параметрами властивостей ґрунтів залежно від їх генетичної природи, літогранулометрії та ступеня зволоження. Розроблені градації за ступенем зволоження у теплий період за гідротермічними показниками та кількістю опадів у холодний час. На території України виділено 50 провінцій.

Провінція як просторово окреслені території за однорідністю умов зволоження, компонентним складом структури ґрунтового покриву та певного гранулометричного складу ґрунтів в повній мірі віддзеркалюють якісну характеристику земельних ресурсів за родючістю. Виділення їх на підставі пріоритетних її факторів зумовлює закономірно аналогічний характер розподілу сільськогосподарських культур за продуктивністю в межах провінції. Проте параметри кожної з них визначаються сприятливістю їх до ґрунтово-екологічних умов.

У межах провінції екотопи можуть істотно відрізнятись за трофічним і водним режимами через неоднорідність структури ґрунтового покриву в результаті дії таких чинників, як літологічний та гранулометричний склад ґрунто- твірних порід, дренованості території, рівень підґрунтових вод тощо. В звязку з цим окремі ділянки провінції мають відмінності за ґрунтово-екологічними умовами. Це визначило потребу деталізації таксономічної одиниці провінції на ґрунтово-екологічні педопарцели.

Вони представляють частини провінції за однорідністю ґрунтового покриву щодо генетичної природи ґрунтів, їх літогранулометрії, ступеню ксероморфності, скелетності, еродованості, солонцюватості та інших властивостей. Виділення їх на підставі пріоритетних факторів родючості зумовлює закономірно аналогічний характер розподілу сільськогосподарських культур за продуктивністю в межах педопарцел. Проте параметри кожної з них визначаються сприятливістю їх до ґрунтово-екологічних умов.

У практичній діяльності обєктом використання є не ґрунт, а ґрунтовий покрив, що зумовлює необхідність інформації щодо продуктивної здатності певних земельних ділянок як обєкта використання у сільському господарстві. Коректно вирішити цю проблему на підставі агропотенціалів сільськогосподарських культур неможливо. Для цього необхідно мати інформацію про продуктивну здатність певної земельної ділянки як обєкта використання через структуру ґрунтового покриву. Цим вимогам відповідає педопарцела.