Еколого-меліоративний факультет

Кафедра екології та ґрунтознавства

Конспект лекцій

з дисципліни

"Охорона та відтворення родючості ґрунтів"

(Спеціальність: 6.130100 „ Агрономія”, ОКР: бакалавр, Термін навчання: повний)

Дніпропетровськ, 2008

Види ґрунтових деградацій та профілактика їх проявів

Тема: „Види ґрунтових деградацій, що спричиняють екологічну нестабільність і незбалансованість ґрунтового покриву”

Земля — це основний засіб сільськогосподарського виробництва, джерело отримання продуктів харчування людей. Цю функцію вона виконувала завжди: і в минулому, і сьогодні, такою залишиться вона і в майбутньому. Водночас земля є і місцем для життя людей: з містами, селами, фабриками, заводами, дорогами, аеропортами та іншими життєво необхідними спорудами.

В процесі життєдіяльності людина, навіть не займаючись сільським господарством, постійно впливає на ґрунт, фізично руйнуючи його через проведення будівельних робіт, та добування корисних копалин, забруднюючи його промисловими, радіоактивними та побутовими відходами, викидами в атмосферу великої кількості пилу та газів, що потім потрапляють у грунт з кислотними дощами. Тільки внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС сьогодні радіоактивного забрудненими є десятки мільйонів гектарів сільськогосподарських угідь.

Займаючись сільським господарством, людина відчужує з поля вирощену біомасу, розмикаючи таким чином малий біологічний кругообіг речовин. При цьому в ґрунті порушується екологічна рівновага і він втрачає значну кількість органічної речовини. Ці втрати негативно позначаються на всіх ґрунтових режимах: поживному, водному, повітряному, тепловому, фітосанітарному. Внаслідок чого погіршуються умови вирощування рослин, знижується врожайність сільськогосподарських культур.

Щоб підвищити врожайність, людство стало використовувати органічні добрива. Проте для стабілізації родючості ґрунту їх завжди не вистачало, тому почала вироблятись і вноситись до ґрунту синтетичні мінеральні добрива. Для зменшення затрат ручної праці при боротьбі з бур'янами, для знищення шкідників і збудників хвороб рослин, для поліпшення умов збирання врожаю почали застосовуватись хімічні речовини органічної природи: гербіциди, інсектициди, фунгіциди, десиканти, дефоліанти, об'єднані спільною назвою — "пестициди". Ці речовини та їх метаболіти частково розкладаються у ґрунті, а частково поглинаються ґрунтовим вбирним комплексом, забруднюючи продукцію рослинництва в наступні роки. А це особливо небезпечно, якщо врахувати, що деградовані ґрунти значно важче закріплюють і знешкоджують залишки пестицидів, через що відбувається забруднення ними інших компонентів агроекосистем і біосфери в цілому. В результаті погіршується якість сільськогосподарської продукції та питної води, що створює загрозу як здоров'ю кожної окремої людини, так і генофонду нації в цілому.

Будівництво на ріках каскадів водосховищ спричинило затоплення великих площ ґрунтових масивів, підняття рівня підґрунтових вод, що в свою чергу створило умови для засолення та осолонцювання ґрунтів на значних площах. До таких же наслідків призвело зрошення значних площ в степовій і лісостеповій агрогрунтових зонах. Нерегульоване зрошення чорноземних ґрунтів різко підсилило їх дегуміфікацію, декальцинацію, втрату макроструктури, погіршення агрофізичних властивостей. Всі ці явища складають основу антропогенного чинника деградації ґрунтів.

Однак людина здатна не лише негативно впливати на грунт. Дотримуючись основних законів землеробства, зокрема, визначивши чинник життя рослин, що перебуває у мінімумі, та компенсувавши його за законом зворотного повернення, людина може створювати штучну ефективну родючість, яка здатна значною мірою перевищувати природну.

Вивчаючи дисципліну "Охорона та відтворення родючості ґрунтів" ми навчимося основним засадам того, як правильно експлуатувати ґрунт, щоб запобігти прояву чинників деградації — ерозії, дефляції, підтоплення, засолення, осолонцювання, забруднення. Разом з тим, ми визначимо засоби, за допомогою яких необхідно забезпечувати розширене відтворення родючості ґрунту.

В.В. Докучаєв вперше дав наукове визначення ґрунту, назвавши ним приповерхневі горизонти пухких геологічних порід, природно змінених сумісним впливом води, повітря та різного роду організмів (живих і мертвих). Тим самим він сформулював «поняття про ґрунт як самостійне природно-історичне тіло — продукт взаємодії: а) породи, б) клімату, в) рослинних і тваринних організмів (біоти), г) рельєфу, д) віку країни». Погляд В.В. Докучаєва на ґрунт як органо-мінеральне утворення трансформувався в поняття про його «біокосну» (за визначенням В.І. Вернадського) сутність.

Живі організми, поселившись ще в докембрії на геологічних породах, поступово перетворювали їх, акумулюючи поживні речовини, а після відмирання збагачували верхні горизонти порід елементами живлення і новоутвореними органічними і мінеральними речовинами, які використовувались наступними поколіннями біоти. Тому у приповерхневому шарі земної суші поступово накопичувались елементи живлення, вода, повітря, створюючи всі екологічні умови для росту і розвитку вищих рослин, формуючи цим головну, якісно найважливішу властивість ґрунту — родючість, яка разюче відрізняє його від геологічної породи. Завдяки родючості ґрунти забезпечують усі умови для отримання урожаїв вирощуваних людиною культур. Тому В.Р. Вільямс (засновник агрономічного ґрунтознавства) називав ґрунтом «поверхневий горизонт земної суші, здатний продукувати урожай рослин».

Отже, тоненька плівочка ґрунту на нашій планеті, товщиною від кількох сантиметрів до 2 м, вилучила з великого геологічного кругообігу речовин значну частину елементів живлення і замкнула їх у малому біологічному колобігу, створивши умови для життя на Землі. Саме у цьому і полягає планетарна роль ґрунту як основи життя.

Долі націй і народів у першу чергу залежать від наявності продуктів харчування: не буде їх — всі інші матеріальні цінності відразу втратять будь-який сенс. Продукти харчування дає нам землеробство шляхом вирощування рослин. Це унікальний і поки що єдиний спосіб консервації сонячної енергії, яка по харчових ланцюгах доходить до людини у вигляді продуктів рослинного і тваринного походження.

Земля постійно зазнає природного й антропогенного впливу. Вплив природних чинників відбувається безперервно, але мінеральні та органічні речовини знаходяться у рівновазі, завдяки чому не порушується природний хід геологічних процесів. Неконтрольований антропогенний вплив на ґрунти спричинює їх деградацію, призводить до зниження продуктивності сільськогосподарських угідь.

В Україні екологічні наслідки деградації ґрунтів і зменшення їх якості особливо загострились у перехідному періоді від державної до ринкової економіки внаслідок використання земель як єдиного засобу існування в умовах виживання за рахунок природної родючості ґрунтів, без компенсації витрат.

Землеробством займаються на ґрунтах — глинистих і піщаних, багатих і бідних, і від того, яким є потенціальне багатство чи родючість ґрунту, залежить і величина продукту землеробства, і рівень життя людей. Таким чином, землеробство є первинним для одержання матеріальних благ. Звідси і витікає значення ґрунту в житті суспільства. Адже, нація, яка втратила ґрунт, приречена на загибель. Проте, на жаль, ми починаємо усвідомлювати це, коли ґрунти вже істотно зруйновані чинниками деградації, і тоді на їх відновлення витрачаються колосальні матеріальні ресурси й зусилля. Треба завжди пам’ятати, що попередити деградацію ґрунтів профілактичними заходами на два порядки дешевше, ніж відновлювати вже деградовані ґрунти. Але щоб зберігати та підтримувати родючість ґрунтів, треба добре знати їх властивості, закономірності виникнення і розвитку, чинники деградації та способи її усунення.

Загалом, під деградацією ґрунтів слід розуміти погіршення властивостей, родючості і якості ґрунту, яке обумовлено зміною умов ґрунтоутворення внаслідок впливу природних або антропогенних чинників. Під якістю ґрунтів ми розуміємо їх здатність забезпечувати вирощування безпечної та поживної продукції рослинництва, що безперервно підтримується тривалий час, без шкідливої дії на навколишнє середовище. При цьому основною функцією ґрунту вважається сума його продуктивності та екологічної стійкості (здатність ґрунту через дію ґрунтових процесів відновлюватись після порушень, спричинених зовнішніми або внутрішніми стресами).

У більш широкому розумінні поняття "деградація ґрунтів" охоплює як погіршення основних якісних показників родючості без помітних ознак руйнування або зникнення генетичних особливостей ґрунтів, так і фізичне руйнування ґрунтових горизонтів аж до втрати ґрунтом не лише своїх функцій як середовища існування, а й повного фізичного зникнення як біокосного природно-історичного тіла. Це негативне явище супроводжується зменшенням вмісту гумусу, руйнуванням структури та зниженням родючості ґрунтів. Деградація ґрунтів, а нерідко і повне їх виключення із сільськогосподарського використання, відбувається внаслідок процесів водної та вітрової ерозії, дегуміфікації, декальцинації, переущільнення сільськогосподарською технікою, нераціональної експлуатації зрошувальних систем, яка призводить до підтоплення і заболочування, вторинного засолення й осолонцювання ґрунтів; через порушення агротехніки, заростання бур'янами та чагарниками, незбалансоване застосування мінеральних добрив, забруднення токсичними речовинами, радіонуклідами, нерегульоване випасання худоби і т. ін.

При цьому в ряді регіонів планети виникають досить серйозні стресові і навіть катастрофічні ситуації, які призводять до порушення екологічної рівноваги ґрунтового покриву.

Орні землі планети займають лише 10 % території суші, сіножаті та пасовища — 20 %. Решта 70 % ґрунтів не використовуються у сільському господарстві. Вони є низькопродуктивними угіддями, використання яких обмежується грунтово-кліматичними умовами, і розподіляються таким чином: 20 % площі суші розташовано в зонах з досить холодним кліматом, 20 % — з посушливим кліматом, 20 % — на дуже крутих схилах, 10 % — неглибокі ґрунти. Площа потенційно придатних для землеробства ґрунтів на земній кулі становить близько 2,7—3,2 млрд. га, а обробіток здійснюється лише на 1,5 млрд. га. Треба додати, що за останні 30—35 років з ріллі вилучено площі у 1,3 рази більші від тих, що. зараз перебувають у її складі. Це спричинено руйнівною дією чинників деградації ґрунтів: ерозії, дефляції, зрошення, опустелювання, техногенного порушення сільського-подарських угідь.

З усіх видів деградації, якщо оцінювати їх у світових масштабах, найбільш поширеною і шкідливою є ерозія ґрунтів (руйнування верхніх, найродючіших горизонтів ґрунту талими, дощовими чи зрошувальними водами або вітром).

Ступінь деградації ґрунтового покриву Землі оцінюється так: крайній ступінь деградації — 1 %, сильний — 15, помірний — 46, легкий — 38 %. Одночасно найпоширенішими видами деградації є: водна ерозія — 56 %, вітрова — 28, хімічна — 12, фізична деградація — 4 %.

На 01.01.1995 р., в Україні сільськогосподарські угіддя займають 41862 тис. га, що становить 72,3 % загальної території суші країни. Під ріллею перебуває 57,5 % загальної площі, або 79,5 % площі сільськогосподарських угідь, що становить 33 291,2 тис. га. У розрахунку на душу населення площа сільськогосподарських угідь в Україні становить близько 0,83 га, а площа ріллі — близько 0,66 га. З наведених цифр видно, що ґрунтовий покрив в Україні експлуатується дуже інтенсивно. 10,2 млн. га орних земель зруйновано водною, 5,0 млн. га — вітровою ерозією, 10 млн. га мають надмірну кислотність, 4 млн. га перезволожено. Площа ґрунтів, що можуть бути зруйновані ерозією, досягла 17,0 млн. га. Це дуже небезпечне явище, особливо якщо врахувати, що близько 60% всієї української ріллі займають чорноземи — найродючіші ґрунти світу. На жаль, наші уряд та Верховна Рада, що зв'язані путами злободенних політичних та економічних проблем невиправдано зволікають і не вживають рішучих заходів для збереження якості ґрунтів.

Як було сказано вище, ґрунт — найважливіший ресурс людства. Не буде ґрунту, придатного для одержання продуктів харчування, всі інші людські цінності втратять своє значення. Разом з тим грунт — це відновний ресурс. Саме тому питаннями охорони ґрунтів повинні володіти всі спеціалісти сільськогосподарського виробництва. Слід також сформувати і суспільну думку про важливість для людства ґрунто-охоронних заходів, тому що від цього залежатиме, чи будуть розроблені й впроваджені національні програми з охорони ґрунтів.