Вплив екологічних факторів на ґрунтовий покрив та продуктивність агроландшафтів Старобільської схилово-височинної області

Вплив екологічних факторів на ґрунтовий покрив та продуктивність агроландшафтів Старобільської схилово-височинної області

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК УКРАЇНИ

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ

УДК 504.54:63(477.61)

ВПЛИВ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ҐРУНТОВИЙ ПОКРИВ ТА ПРОДУКТИВНІСТЬ АГРОЛАНДШАФТІВ СТАРОБІЛЬСЬКОЇ СХИЛОВО-ВИСОЧИННОЇ ОБЛАСТІ

Спеціальність 03.00.16 - екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

СЛАВГОРОДСЬКА ЮЛІЯ ВОЛОДИМИРІВНА

Київ - 2012

Дисертацією є рукопис

Робота виконана на кафедрі гідрометеорології Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

ЗУБОВ Олексій Ремович,

Східноукраїнський національний університет

імені Володимира Даля,

завідувач кафедри гідрометеорології

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, с.н.с., доцент

ЛАВРОВ Віталій Васильович,

Білоцерківський національний аграрний університет, завідувач кафедри прикладної екології

кандидат сільськогосподарських наук, с.н.с.

ТАРАСОВ Валерій Іванович,

Луганська державна сільськогосподарська дослідна станція Інституту рослинництва ім. В.Я. Юр’єва,

завідувач лабораторії захисту ґрунтів від ерозії та агроекології

Захист відбудеться «____» _____________ 2012 р. о ____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 в Інституті агроекології і природокористування НААН України за адресою: 03143, м. Київ - 143, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Інституту агроекології і природокористування НААН України за адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розісланий «____» ____________ 2012 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук В. В. ЧАЙКОВСЬКА

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Екологічний стан ґрунтового покриву аграрних ландшафтів України викликає занепокоєння багатьох науковців сучасності. За інтенсивного недостатньо збалансованого землекористування ґрунти деградують з багатьох причин. Головними серед них є ерозія ґрунтів, інтенсивне використання ґрунтів у аграрній сфері, несприятливе співвідношення дестабілізуючих і екологостабільних угідь, надмірна розораність земель, забруднення ґрунтів, втрата біологічного різноманіття агроландшафтів тощо.

Найбільш істотними факторами деградації агроландшафтів є ерозійні процеси. Водна ерозія призводить до погіршення багатьох властивостей ґрунту, зокрема зменшується гумусовий шар, втрачається гумус та елементи живлення, порушується структура ґрунту, його екологічні та продуктивні функції, знижується врожайність сільськогосподарських культур. Внаслідок значного скорочення обсягів застосування органічних і мінеральних добрив на сільськогосподарських угіддях України за останні 10-15 років склався від’ємний баланс гумусу й основних поживних елементів. Вміст гумусу скоротився з 3,5 % до 3,2 %, а втрата ґрунтами поживних речовин перевищує допустимий рівень в 2-3 рази.

Значне антропогенне навантаження на земельні ресурси Старобільської схилово-височинної області зумовлює порушення структурно-функціональної організації агроландшафтів, знижує їхню стійкість та продуктивність, активізує деградаційні процеси. У зв’язку з цим актуальною є оцінка екологічного стану ґрунтового покриву агроландшафтів, дослідження процесів його деградації, продуктивності аграрних ландшафтів та розробка заходів щодо поліпшення екологічного стану ґрунтового покриву орних земель, підвищення продуктивності й екологічної стійкості агроландшафтів зазначеної території.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно з тематичним планом наукових досліджень Національного наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського», завдання 01.02.01-021 «Розробити теоретичні засади та комп’ютерну технологію оцінювання ерозійної небезпеки та ґрунтозахисної оптимізації агроландшафтів України» на період 2008-2010 рр. (державний реєстраційний № 0106U004781), НТП УААН 01 «Родючість, охорона і екологія ґрунтів».

Мета і завдання дослідження. Мета дослідження - оцінка факторів, які впливають на ґрунтовий покрив, продуктивність і стійкість агроландшафтів та розробка заходів щодо поліпшення їхнього екологічного стану. Реалізація поставленої мети зумовила необхідність виконання наступних завдань:

–   оцінити ступінь порушення екологічної рівноваги агроландшафтів за співвідношенням угідь та рівнем антропогенного навантаження на земельні ресурси;

–       дослідити динаміку показників вмісту гумусу та поживних елементів орних земель;

–       провести екологічну оцінку орних земель відносно вмісту важких металів;

–       виявити вплив метеорологічних факторів та агрохімічних показників ґрунту на врожайність сільськогосподарських культур;

–       встановити середньобагаторічні втрати ґрунту в агроландшафтах внаслідок ерозійних процесів;

–       провести екологічну оцінку водних екосистем агроландшафтів щодо забруднення продуктами ерозії;

–       дослідити екологічний стан ґрунтового покриву агроландшафтів за водно-фізичними властивостями ґрунтів;

–       обґрунтувати пропозиції щодо поліпшення екологічного стану ґрунтового покриву орних земель та підвищення продуктивності й екологічної стійкості агроландшафтів.

Об’єкт дослідження - екологічний стан агроландшафтів на схилових землях.

Предмет дослідження - зміна екологічної стійкості та продуктивності агроландшафтів при тривалому інтенсивному їх використанні.

Методи дослідження. Для виконання поставлених завдань використано такі методи: теоретичні методи для аналізу та узагальнення результатів ґрунтово-агрохімічного обстеження ґрунтів та кількісних показників продуктивності сільськогосподарських культур; польові методи для вивчення екологічного стану агроландшафтів, водно-фізичних властивостей ґрунту, визначення інтенсивності ерозійних процесів; лабораторні методи для визначення фізичних властивостей ґрунтів; хімічні методи - для визначення оцінки якості води; математико-статистичні методи для встановлення достовірності вибіркових сукупностей нормальному закону розподілу; кореляційно-регресійний метод для встановлення залежності врожайності сільськогосподарських культур від метеорологічних факторів та фізико-хімічних властивостей ґрунтів; картографічні методи для визначення середньобагаторічних втрат ґрунту через водну ерозію.

Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що в роботі вперше на території Старобільської схилово-височинної області проведено агроекологічну оцінку земель сільськогосподарського призначення за співвідношенням угідь та рівнем антропогенного навантаження на земельні ресурси; проведено екологічну оцінку орних земель щодо забруднення важкими металами; визначено кореляційну залежність між показниками біологічної продуктивності агроландшафтів і метеорологічними факторами; визначено багаторічні втрати ґрунту на балковому водозборі з впровадженою контурно-меліоративною організацією території та оцінено її ефективність; дістало подальший розвиток визначення динаміки показників вмісту гумусу й основних поживних елементів орних земель за тривалий період сільськогосподарського використання.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблений у дисертаційній роботі спосіб захисту ґрунтів від водної ерозії (пат. 61543 Україна, МПК А01В 13/16 (2006.01); опубл. 25.07.2011, Бюл. № 14.) передбачає удосконалення роботи існуючих полезахисних лісових смуг шляхом створення системи пройомів та перемичок у їхніх міжряддях, що попередить розмивання ґрунту в улоговинах стоку, підвищить стокорегулювальну здатність лісових смуг, їхню протиерозійну надійність, екологічну стійкість агроландшафтів. Спосіб захисту ґрунтів від водної ерозії впроваджений в СТОВ «Оріон» Марківського району Луганської області.

Система оцінки екологічного стану ґрунтового покриву агроландшафтів, методика розрахунку середньобагаторічних утрат ґрунту на водозбірних площах аграрних ландшафтів та заходи щодо поліпшення екологічного стану агроландшафтів, розроблені в ході роботи над дисертацією, впроваджені в навчальний процес кафедри гідрометеорології СНУ ім. В. Даля при викладанні дисциплін: «Меліоративне ґрунтознавство», «Ерозієзнавство», «Гідротехнічні та меліоративні споруди».

Особистий внесок здобувача. Автором особисто проаналізовано наукову літературу з теми дисертації; проведено польові та лабораторно-польові дослідження; виконано математичну та статистичну обробку отриманих даних; здійснено узагальнення результатів досліджень, апробацію отриманих результатів, підготовку наукових праць до друку, написання та оформлення дисертації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладені в наукових статтях, доповідях на наукових і науково-практичних конференціях: ХІІ Міжнародній науково-практичній конференції «Університет і регіон» (Луганськ, 2007 р.); ІІ Всеукраїнській молодіжній науковій конференції «Вода - джерело життя на Землі» (Луганськ, 2008 р.); ІІІ Міжнародній конференції «Відновлення порушених природних екосистем» (Донецьк, 2008 р.); Всеукраїнській студентській науково-практичній конференції «Проблеми відтворення та охорони біорізноманіття України в світлі вчення про ноосферу» (Полтава, 2009 р.); ХІ Всеукраїнській науковій конференції студентів, магістрантів, аспірантів «Екологічні проблеми регіонів України» (Одеса, 2009 р.); ІV Всеукраїнській науковій конференції «Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія» (Луганськ, 2009 р.); ІІІ науково-технічній конференції «Эколого-географические исследования в речных бассейнах» (Воронеж, 2009 р.).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 14 наукових праць, з яких 6 статей у періодичних фахових виданнях, один патент України на корисну модель.

Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, п’яти розділів, висновків, пропозицій виробництву, списку використаних джерел із 230 найменувань, додатків. Загальний обсяг дисертації становить 207 сторінок комп’ютерного тексту, з них основного тексту - 167 сторінок, містить 55 рисунків, 56 таблиць, 16 додатків.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовується актуальність теми дослідження, характеризуються теоретико-методологічні основи, формулюються об’єкт, предмет, мета та завдання роботи, визначається наукова новизна та практичне значення результатів дослідження, наводяться дані про апробацію, публікації та структуру роботи.

У першому розділі наведено огляд вітчизняних і зарубіжних досліджень з актуальних питань екологічного стану ґрунтового покриву, оптимізації структури аграрних ландшафтів, висвітлено фактори їх біологічної продуктивності, проаналізовано роботи, присвячені дослідженню деградаційних процесів ґрунтового покриву та шляхи їхнього усунення.

В наукових працях багатьох вітчизняних вчених - В. Белоліпського, С. Булигіна, В. Буракова, Л. Новаковського, В. Сайка, А. Стадника, О. Тараріко, Ю. Тараріко, А. Третяка, В. Лаврова, О. Фурдичка, С. Чорного, М. Шелякіна, В. Юхновського та інших відмічається, що для створення сталих агроландшафтів із високою біологічною продуктивністю необхідне зниження інтенсивності і масштабів деградаційних процесів, що можливо через оптимізацію структури агроландшафтів шляхом досягнення екологічно збалансованого й економічно доцільного співвідношення між різними видами сільськогосподарських угідь.

Аналіз наукової літератури з питань дослідження факторів біологічної продуктивності агроландшафтів доводить, що ця проблематика достатньо активно досліджується науковцями. Питання залежності врожайності культур від кліматичних умов розглядали Б. Ашабоков, Р. Бісчоков, В. Дмитренко, В. Калініченко В. Пасов, А. Полевой, Л. Попитченко та інші. Вплив удобрення на продуктивність сільськогосподарських культур досліджували Н. Буслаєва, К. Дорошенко, С. Капустін, О. Літвінова, Ю. Тараріко, Я. Цвей, М. Чижова та інші.

Увагу до екологічного стану ґрунтового покриву, деградаційних процесів, які відбуваються в ньому, приділяють українські дослідники - М. Бербець, В. Греков, О. Зубов, В. Медведєв, М. Мірошниченко, Р. Панас, В. Самохвалова, В. Тарасов, А. Фатєєв та інші. Значний внесок у дослідження деградаційних ерозійних процесів та заходів боротьби з ними зробили Н. Гудзон, М. Кіркбі, М. Заславський, І. Зиков, О. Каштанов, А. Козменко, М. Копистинський, Р. Морган, І. Пабат, М. Полупан, Л. Прасолов, Л. Смирнова, Г. Черемісінов, Г. Швебс, М. Шикула та інші.

На основі аналізу літературних джерел визначено напрямок та завдання дослідження по темі дисертації.

У другому розділі «Методика дослідження і характеристика зони дослідження» викладено основні методи досліджень та охарактеризовано умови зони дослідження.

Ступінь порушення екологічної рівноваги у співвідношенні ріллі (Р) як основного дестабілізуючого чинника до сумарної площі екологостабілізуючих угідь (ЕСУ - ліси, сіножаті, пасовища тощо) оцінювали за модифікованою п’ятибальною шкалою Інституту агроекології і природокористування НААН України.

Динаміку гумусу й поживних речовин та аналіз змін в розподілі площ орних земель за рівнем забезпеченості ними виявляли за узагальненими нами даними агрохімічної паспортизації полів і земельних ділянок, виконаною у 1987 р. Ворошиловградською проектно-дослідницькою станцією хімізації сільського господарства, у 2004 р. - Луганським обласним державним проектно-технологічним центром охорони родючості ґрунтів і якості продукції. В 2012 р. проби ґрунту відбиралися автором дисертації, а їх аналіз виконано у вищевказаному центрі.

Оцінку екологічної ситуації в орних землях відносно вмісту важких металів проводили шляхом порівняння фактичних значень концентрації важких металів у ґрунті з кларком, ГДК валової форми, ГДК рухомої форми за методикою, що розроблена в ННЦ «Інститут ґрунтознавства і агрохімії ім. О.Н. Соколовського».

Екологічну оцінку якості та ступінь антропогенного забруднення води водосховища визначали за трьома блоками показників: сольового складу, еколого-санітарними (концентрація рН, азоту амонійного, нітратного, нітритного, фосфору фосфатів) та специфічними показниками токсичної дії (вміст важких металів). Визначення самоочисної здатності водойм проводили методом автографії на фотопапері.

Вплив метеорологічних факторів та хімічних й фізичних властивостей ґрунтів на врожайність сільськогосподарських культур визначали за допомогою кореляційно-регресійного аналізу. Досліджували залежність показників урожайності озимої пшениці, озимого жита, проса, вівса, ячменю, соняшнику, кукурудзи, гречки від таких метеоданих як середньомісячні показники температури повітря та кількості опадів з квітня до серпня, сума опадів з жовтня до березня, ГТК; для озимих кількість опадів і температура вересня, жовтня року посіву. Дані про врожайність сільськогосподарських культур зібрані за матеріалами її обліку в типовому для зони дослідження аграрному підприємстві «Оріон», кліматичні дані були взяті по Біловодській метеорологічній станції, яка є найближчою до господарства, за період з 1971 до 2006 рр. Серед фізичних і хімічних факторів досліджували: середній і робочий похил схилів, щільність ґрунту, потужність гумусового горизонту, суму увібраних основ, кислотність актуальну, вміст гумусу, азоту, фосфору та калію.

Оцінку екологічного стану ґрунтового покриву за водно-фізичними властивостями виконували на ділянках гідрографічної мережі в системі поле - лісова смуга - ставочок гідротехнічної споруди (ГТС) - гирло балки - донні відкладення водосховища, тобто на шляху руху водних потоків під час сніготанення і зливових опадів. Водопроникність, об’ємну масу, вологість ґрунту, структурно-агрегатний, мікроагрегатний склад ґрунту визначали за загальноприйнятими методиками: методом трубок, методом ріжучого кільця Качинського, термостатно-ваговим методом, за методикою Н. Качинського відповідно. Структурно-агрегатний склад ґрунту визначали через фракціонування ґрунту в повітряно-сухому стані та у воді за методикою М. Саввінова. Зразки ґрунту відбирали на полі, в лісосмузі, ставочку ГТС з шарів 0-10 см, 10-20 см і 20-30 см; у гирлі балки з шару 0-10 см; у водосховищі до глибини 50 см через кожні 10 см.

Інтенсивність водної ерозії та середньобагаторічні втрати ґрунту на схилових землях визначали за відкладеннями змитого ґрунту на дні водосховища та в ставочках гідротехнічних споруд за результатами власних геодезичних вимірювань.

Для аналізу вихідних даних з кількості опадів, температури повітря, врожайності сільськогосподарських культур та інших вибіркових сукупностей, які використовували в дисертаційній роботі, була проведена їхня математико-статистична обробка. Дані перевірені на однорідність статистичного ряду за допомогою критерію ; відповідність закону нормального розподілу через показники коефіцієнту варіації (), асиметрії (), ексцесу (), відповідність розрахованих емпіричних та теоретичних частот нормальному закону розподілу за допомогою критерію ; перевірена однорідність двох зіставних рядів за допомогою критерію Фішера-Снедекора (); простежений тренд за допомогою критерію Аббе ().

Дослідження виконано на території Старобільської схилово-височинної області, яка є єдиною зоною Задонецько-Донської північно-степової провінції, що в геоструктурному відношенні пов’язана з південними відрогами Середньоруської височини. В адміністративному районуванні провінція займає північну частину Луганської області. Територія характеризується сильно розчленованим рельєфом, помірно-континентальним кліматом, переважанням в ґрунтовому покриві чорноземів звичайних мало- і середньогумусних на лесових породах, розораних, з фрагментарною рослинністю різнотравно-типчаково-ковильного степу, байрачними лісами.

Вивчення екологічних факторів, які впливають на ґрунтовий покрив та продуктивність агроландшафтів зазначеної території, здійснювали в сільськогосподарському товаристві з обмеженою відповідальністю (СТОВ) «Оріон», територія якого є типовою для Старобільської схилово-височинної області. Господарство займає площу 8988 га, всього сільськогосподарських угідь 7146,8 га, з них ріллі - 4708 га, сіножатей - 789,5 га, пасовищ - 1612,3 га. Лісів та інших лісовкритих площ - 622 га, з них полезахисних лісових смуг - 146 га.

Територія господарства розчленована великою кількістю ярів, балок, що створює умови для розвитку ерозійних процесів. Територією господарства протікає р. Деркул (ліва притока р. Сіверський Донець). Клімат помірно-континентальний з досить посушливим літом та холодною зимою. Середньомісячна температура повітря в липні становить 20 - 22°С, в січні -7,0 - -8,0°С. На території випадає 300-600 мм опадів. Ґрунтовий покрив представлений переважно чорноземами звичайними важкосуглинковими.

У третьому розділі «Вплив антропогенних і абіотичних факторів на еколого-агрохімічний стан та біологічну продуктивність агроландшафтів» виконана оцінка агроландшафтів за співвідношенням угідь, забрудненням важкими металами; проведений аналіз змін показників родючості ґрунту; встановлена залежність врожайності сільськогосподарських культур від метеорологічних факторів та хімічних і фізичних властивостей ґрунту.

Встановлено, що за співвідношенням основних видів угідь територія північної частини Луганської області знаходиться в незадовільному агроекологічному стані. Високий показник сільськогосподарської освоєності - 81,9-87,8 % та розораності - 51,3-64,1 % земель (табл. 1) свідчить про високе антропогенне навантаження, яке знижує екологічну стійкість агроландшафтів, а в умовах різко вираженого рельєфу зумовлює деградацію ґрунтового покриву.

Таблиця 1 - Агроекологічний стан земель Луганської області за співвідношенням Р:ЕСУ та рівнем антропогенного навантаження станом на 01.01.2010 р.

Встановлена кореляційна залежність врожайності сільськогосподарських культур від метеорологічних факторів, фізичних і хімічних властивостей ґрунту, розроблено відповідні прогнозні математико-статистичні моделі.

На врожайність озимої пшениці впливають кількість опадів червня, вересня, травня; озимого жита - кількість опадів червня, вересня, температури квітня; ячменю - кількість опадів травня, червня, температури червня; вівса - кількість опадів червня, травня, сума опадів з жовтня до березня; проса - кількість опадів червня, квітня, суми опадів з жовтня по березень; кукурудзи - кількість опадів червня, липня і серпня (табл. 2); гречки - кількість опадів червня, травня, гідротермічний коефіцієнт; соняшнику - кількість опадів травня, гідротермічний коефіцієнт, температура червня.

Математична модель залежності врожайності культури від метеорологічних факторів у загальному виді має вигляд:

Таблиця 2 - Багатофакторна математико-статистична модель урожайності кукурудзи

Встановлено, що зі збільшенням кількості опадів червня врожайність кукурудзи підвищується (рис. 1. а). Прогнозована максимальна врожайність (31,7 ц/га) можлива при кількості опадів червня 114,9 мм. Зі збільшенням кількості опадів у липні спостерігається підвищення показників врожайності кукурудзи, рослини ефективно використовують опади, бо відбувається налив зерна (рис. 1. б). Зі збільшенням кількості опадів серпня врожайність поступово знижується (рис. 1. в).

а

б

в

Рисунок 1 - Розрахункова залежність врожайності кукурудзи від опадів червня (а), зв'язок врожайності з опадами липня (б) та серпня (б) в коефіцієнтному вигляді

Визначено, що на врожайність озимої пшениці та соняшника окрім вмісту поживних елементів впливають такі властивості ґрунтів, як потужність гумусового горизонту, похил схилу, рН. Встановлено, що зі збільшенням гумусового горизонту та вмісту азоту, калію, фосфору в орному шарі врожайність збільшується. Зворотна тенденція встановлена за залежністю врожайності від похилу схилу.

Виявлена циклічна динаміка врожайності сільськогосподарських культур за 36-ти річний період. Так для озимої пшениці, озимого жита, вівса, проса, кукурудзи, гречки характерні коливальні цикли тривалістю 13-18 років (рис. 2). Порівняння графіків врожайності культур з графіком коливань метеорологічних факторів показало, що коливальні цикли врожайності культур співпадають із циклом опадів червня. За графіком опадів червня спостерігається така ж закономірність, як за врожайністю - коливальні цикли становлять 16 років, максимуми були у 1973, 1989 та у 2005 рр. (рис. 3).

Коливальні цикли врожайності сільськогосподарських культур і кількості опадів червня як найвпливовішого фактора, а також останній максимум циклів (2003-2005 рр.) дозволяють прогнозувати наступну ситуацію. У найближчі роки, приблизно до 2016-2020 рр. в цілому очікується негативний тренд кількості опадів і, відповідно, врожайності культур. За динамікою врожайності ячменю і соняшнику та кількості опадів травня передбачається несприятлива ситуація. Прогнозується тренд зменшення кількості опадів травня, що призведе до зниження врожайності ячменю та соняшнику.

а

б

в

Рисунок 2 - Динаміка врожайності озимої пшениці та озимого жита (а), проса та вівса (б), гречки та кукурудзи (в) у СТОВ «Оріон» за період з 1971 до 2006 рр.

Оцінка еколого-агрохімічного стану ґрунтів орних земель досліджуваного господарства показала, що за період між 1987 та 2012 рр. в них спостерігається від’ємний баланс гумусу, азоту, що легко гідролізується та обмінного калію. Так, середні значення вмісту гумусу зменшились на 0,76 % (17,5 %) - з 4,34 % в 1987 р. до 3,58 % в 2012 р.; азоту - на 13,1 мг/кг (12,5 %) - з 104,7 до 64,6 мг/кг; обмінного калію - на 22,89 мг/кг (15,07 %) - з 151,89 до 129 мг/кг.

Рисунок 3 - Динаміка кількості опадів червня по Біловодській метеостанції за 1971-2006 рр.

Спостерігається скорочення площ орних земель з більш високим та збільшення площ орних земель із меншим рівнем забезпеченості ґрунту поживними елементами за період між 1987 та 2004 рр. За 17-ти річний період площа орних земель з низьким вмістом гумусу збільшилася на 380,3 га (11 %) (рис. 4. а), з низьким вмістом азоту - на 1427,1 га (41,4 %) (рис. 4. б), з середнім рівнем вмісту фосфору - на 1124,9 га (32,6 %) (рис. 5. а), з підвищеним вмістом калію - на 1211,3 га (35,2 %), з середнім вмістом калію - на 1486,6 га (43,1 %) (рис. 5 б).

а

б

Рисунок 4 - Зміна площ орних земель за вмістом гумусу (а) та азоту (б)

за 1987 р. та 2004 р.

а

б

Рисунок 5 - Зміна площ орних земель за вмістом фосфору (а) та калію (б) за 1987 р. та 2004 р.

Вміст рухомих форм цинку та свинцю не виходить за межу гранично допустимої концентрації та знаходиться на рівні фонового зонального вмісту, екологічна ситуація благополучна. Перевищує ГДК у 1,5-2 рази вміст рухомих форм міді (3,9-6,3 мг/кг), екологічна ситуація на більшості земель передкризова. Вміст марганцю (227-462 мг/кг) перевищує ГДК в 2-4 рази, на всій досліджуваній території кризова екологічна ситуація.

У четвертому розділі «Оцінка екологічного стану агроландшафтів за ступенем прояву процесів деградації ґрунтового покриву та практичні заходи щодо його полішення» визначена багаторічна інтенсивність ерозійних процесів та запропоновані заходи щодо підвищення екологічної стійкості агроландшафтів.

Інтенсивність ерозійних процесів та середньобагаторічні втрати ґрунту визначали за відкладеннями ґрунту на дні Марківського водосховища та в ставочках гідротехнічних споруд. Строк експлуатації водосховища 39 років, ГТС - 38 років.

H - висота над рівнем моря, м; L - ширина водосховища, м

Рисунок 6 - Дно балки до затоплення та через 39 років експлуатації Марківського водосховища

Для визначення наносів у ставочках ГТС будували поздовжні профілі схилів до спорудження валів і сучасні поздовжні та поперечні профілі схилів, на яких вони розташовані. Профілі схилів до спорудження гідротехнічних споруд будували згідно топографічної карти Кризької сільської ради, сучасні профілі - за результатами власних геодезичних вимірювань. Усього обстежено двадцять валів. На рис. 7 на прикладі одного з них наведено отримані результати.

Встановлено, що середньобагаторічні надходження ґрунту з водозбору водосховища становлять 2,6 т/га, з водозбірних площ гідротехнічних споруд - 1,0 - 2,8 т/га. За шкалою класифікації річних втрат ґрунту при ерозії (Моргун Ф.Т. та ін., 1988) за визначеними показниками втрати ґрунту на водозбірних площах відносять до середніх.

H - висота над рівнем моря, м; L - довжина схилу, м

Рисунок 7 - Поздовжній профіль схилу до та після спорудження валу

Відомо, що наслідком деградації земель є погіршення стану всіх компонентів навколишнього природного середовища, в тому числі й водних. Тому проведено оцінку екологічного стану Марківського водосховища як складової частини агроландшафтів. Встановлено, що екологічна оцінка за еколого-санітарними критеріями в цілому несприятлива (табл. 3).

Таблиця 3 - Результати фізико-хімічного аналізу води водосховища

За показником рН екологічна оцінка добра. За вмістом фосфатів - задовільна, нітритів - посередня, азоту амонійного - погана, нітратів - дуже погана. Такий вміст елементів указує на наявність у водосховищі біогенних елементів, що потрапили до водойми при змиві добрив з полів. Вони спричиняють процеси евтрофікації, які є одними із найпоширеніших впливів антропогенної діяльності на водні екосистеми. За вмістом у водоймищі хлоридів (1,86 мг/дм³) та важких металів (Cu - 0,015 мкг/дм³, Pb - 0,0015 мкг/дм³, Cr - 0,03 мкг/дм³, Ni - 0,0015 мкг/дм³, Mn - 0,105 мкг/дм³) вода відноситься до І категорії якості, екологічна оцінка відмінна, за ступенем антропогенного забруднення вода належить до дуже чистої. Чорний колір автографа, отриманий в результаті аналізу, свідчить про досить слабку самоочисну здатність води, недостатню кількість кисню, наявність евтрофікації у водоймищі.

Оцінка гідроекологічного стану ґрунтового покриву складових системи «поле - лісова смуга - ставочок ГТС - гирло балки» та донних відкладень водосховища за водно-фізичними властивостями показала, що водопроникність ґрунту поля незадовільна, ставочку гідротехнічної споруди задовільна, а лісової смуги найкраща. Внаслідок низької водопроникності ґрунту на полі під час зливових опадів вода не всмоктується в ґрунт, а стікає по схилах, викликаючи процеси водної ерозії.

Ґрунт орного горизонту поля має підвищену об’ємну щільність: 1,4 г/см³ у шарі 0-10 см, 1,5 г/см³ у шарі 10-20 см, 1,3 г/см³ у шарі 20-30 см. Об’ємна щільність шару 0-10 см ґрунту лісосмуги становить 1,14 гр/см³, ставочку ГТС - 1,24 г/см³, гирла балки - 1,25 г/см³. Визначено, що в шарі 20-30 см ґрунт поля переущільнений.

Згідно з результатами сухого і мокрого розсівів структурно-агрегатного аналізу ґрунту простежуються деякі закономірності пересування ґрунтових фракцій різного розміру. Відбувається перенесення по гідрографічній мережі з поля до гирла балки агрономічно цінних агрегатів. На полі їх вміст становить більше 80 %, у лісосмузі їхня кількість зменшується до 62 %, у ставочку ГТС збільшується до 81 % і максимального значення сягає в гирлі балки - 88 %. Водночас простежується поступове зменшення вмісту агрегатів >10 мм - близько 36 % у лісовій смузі, 14 % у ставочку ГТС і близько 8 % у гирлі балки. Крупніші за розмірами фракції поступово затримуються, а менші активніше пересуваються по складових гідрографічної мережі. За результатами структурного аналізу мулу водосховища, яке є кінцевою ланкою в досліджуваному нами гідрографічному ланцюзі, вміст агрегатів <0,25 мм до глибини 50 см становить переважну більшість 61-65 %.

За результатами мікроагрегатного аналізу частка мулуватої фракції <0,001 мм, яка має велике значення в створенні ґрунтової родючості, великий вміст гумусу й елементів зольного та азотного живлення рослин, є найбільшою в мулі водосховища. Розподіл мулуватих фракцій по складових гідрографічної мережі є таким - на полі їх менше, ніж у ставочку ГТС, у гирлі балки їхня кількість зменшується, а у донних відкладеннях вона зростає за всіма глибинами. Більший вміст мулуватих фракцій в ставочку, ніж у гирлі балки зумовлений функціонуванням гідротехнічних споруд, які стримують рух водних потоків. В гирлі балки, навпаки, перешкод для руху водно-ґрунтових потоків немає, і вони без перешкод потрапляють в місця зниження рельєфу, в т.ч. на дно водосховища.

За співвідношенням вмісту водотривких агрегатів розміром <0,25 мм мулу водосховища та ґрунту поля з’являється можливість визначити кількість ґрунту, що зрушена ерозією. Коефіцієнт співвідношення зазначеної фракції становить 1,8, середньобагаторічні втрати ґрунту на водозборі водосховища - 2,6 т/га. Закономірно припустити, що середньорічні втрати ґрунту з орних земель значної водозбірної площі водоймища будуть перевищувати визначений показник і щонайменше становитимуть 4,7 т/га. Це пояснюється тим, що не весь ґрунт, який вимивається з сільськогосподарських угідь, транспортується водними потоками на дно водосховища. Значна частина затримується в структурних частинах гідрографічної мережі - на днищах балок, в прибалкових і протияружних лісових смугах, у ставочках гідротехнічних споруд тощо.

Визначено відмінності накопичення снігового покриву в різних точках досліджуваної системи. Висота снігового покриву на полі під час замірів варіювала в межах 2-12 см, у лісовій смузі - 4-9 см, ставочку ГТС - 8-14 см, в гирлі балки виявилася найменшою - 5-7 см. Запаси вологи в снігу на полі - 35-38 м³/га, в лісовій смузі - 36-39 м³/га, в ставочку ГТС - 40-45 м³/га, в гирлі балки - 20-21 м³/га. Таким чином, гідротехнічні споруди виконують одну з головних функцій - затримання та накопичення вологи.

В дисертаційній роботі розроблено спосіб захисту ґрунтів від водної ерозії, який дасть змогу вдосконалити роботу існуючих полезахисних лісових смуг. Ефект від способу полягає в підвищенні водопоглинальної властивості лісових смуг. Внаслідок цього підвищується стокорегулююча здатність лісових смуг та екологічна стійкість агроландшафтів у цілому. Технічно спосіб передбачає створення системи перемичок і пройомів у міжряддях лісосмуг, що дозволить регулювати схему руху води в них. Відстань між перемичками обчислюють залежно від розрахункової максимальної інтенсивності потенційного стоку талих вод з водозбірної площі між лісосмугами та гідравлічних характеристик міжряддя лісової смуги.

У п’ятому розділі «Еколого-економічна ефективність запропонованих заходів» визначено економічну, екологічну, агрономічну ефективність запропонованих заходів, зокрема удосконалених полезахисних лісових смуг, та встановлено енергетичні втрати ґрунтів за довготривалого використання земель. Використання полезахисних лісових смуг в аграрних ландшафтах забезпечує не тільки виробничий ефект за рахунок прибавки врожаю, але й екологічний - за рахунок відвернених втрат ґрунту. Встановлено, що впровадження додаткових полезахисних лісових смуг забезпечить середню прибавку врожайності 1,9 ц к.о./га. Кожен гектар лісових смуг буде забезпечувати отримання додаткової продукції в розмірі 177,66 ц к.о. загальною вартістю 35532 грн. (в закупівельних цінах 2010 р.) на площі 32,9 га. На кожну гривню додаткових прямих затрат на створення лісових смуг буде отримано 9,6 грн. чистого прибутку. Ефективність кожної гривні додаткових прямих витрат на охорону ґрунтів становитиме 45 грн. чистого прибутку щорічно.

Визначено, що в орних землях за 17-річний період спостерігався від’ємний баланс енергії мінеральних елементів живлення і гумусу. За вмістом гумусу енергетичні втрати становлять -158,3 ГДж/га. За вмістом елементів мінерального живлення - -3,24 ГДж/га: для азоту - -1,55 ГДж/га, калію - -1,5 ГДж/га, фосфору - -0,91 ГДж/га. В агроекосистемі порушений баланс між надходженням енергії органічних і мінеральних речовин та їхніми витратами. За таких обставин аграрні екосистеми втрачають стійкість і стабільність, що призводить до зниження родючості земель. Відновлення порушеної в результаті інтенсивного землеробства родючості можливе при відновленні балансу енергії органічних і мінеральних речовин.

У висновках дисертаційної роботи наведено результати оцінки екологічного стану агроландшафтів за рівнем антропогенного навантаження на земельні ресурси та за співвідношенням основних типів угідь Старобільської схилово-височинної області; в розрізі елементів типового агроландшафту встановлено зміни показників родючості ґрунту, врожайності сільськогосподарських культур, залежність біологічної продуктивності агроландшафтів від метеорологічних факторів та фізичних і хімічних властивостей ґрунту; визначено екологічний стан ґрунтового покриву за водно-фізичними властивостями ґрунтів, інтенсивністю прояву деградаційних процесів і надано рекомендації щодо поліпшення екологічного стану ґрунтового покриву орних земель, підвищення продуктивності та екологічної стійкості агроландшафтів.

1.  Оцінка ступеня порушення екологічної рівноваги в агроландшафтах за співвідношенням угідь дозволила встановити, що територія Старобільської схилово-височинної області перебуває в незадовільному агроекологічному стані. Має високий рівень антропогенного навантаження на земельні ресурси, оскільки освоєність території становить 81,9-87,8 %, розораність - 51,3-64,1 %.

2.       Скорочення обсягів унесення органічних і мінеральних добрив, що відбувається в останні 15-20 років, зумовили від’ємний баланс гумусу (- 0,76 %), азоту (- 13,1 кг/га), калію (- 22,89 кг/га) в орних землях господарства. Зайнятість орних земель ґрунтами різних груп забезпеченості за показниками вмісту гумусу й основних поживних елементів за період між 1987 та 2004 рр. свідчить про скорочення площ орних земель з більш високими показниками та збільшення площ орних земель з меншими показниками вмісту гумусу та основних поживних елементів. На 11 % збільшилась площа ґрунтів з низьким вмістом гумусу, на 43,5 % - з низьким вмістом азоту, на 32,6 % - з середнім вмістом фосфору, на 43,1 % - з середнім вмістом калію.

.        Вміст рухомих форм цинку та свинцю в орних землях господарства не виходить за межу гранично допустимої концентрації та знаходиться на рівні фонового зонального вмісту, екологічна ситуація благополучна. Перевищує ГДК у 1,5-2 рази вміст рухомих форм міді (3,9-6,3 мг/кг), екологічна ситуація на більшості земель передкризова. Вміст марганцю (227-462 мг/кг) перевищує ГДК в 2-4 рази, на всій досліджуваній території кризова екологічна ситуація.

.        Для озимої пшениці, озимого жита, проса, вівсу, гречки, кукурудзи найвпливовішим метеорологічним фактором є кількість опадів червня; для ячменя та соняшника - кількість опадів травня. Як незначна, так і надмірна кількість опадів червня призводить до зниження врожайності проса та вівса; зі збільшенням кількості опадів червня підвищується врожайність озимої пшениці, озимого жита, гречки, кукурудзи; врожайність ячменя та соняшника підвищується зі збільшенням кількості опадів травня.

За умови випадання великої кількості опадів червня (для зони дослідження 114,9 мм) розрахунковий максимум урожайності становить: для озимої пшениці - 30,5 ц/га, озимого жита - 27,1 ц/га, гречки - 13,5 ц/га, кукурудзи - 31,7 ц/га; для вівса (25,4 ц/га) він можливий при кількості опадів червня 80,7 мм - 81,7 мм, для проса (24,4 ц/га) - 63,6-65,6 мм; для ячменю за максимуму кількості опадів травня (116,7 мм) - 32,7 ц/га, соняшнику - 19,1 ц/га.

Встановлено, що на врожайність озимої пшениці та соняшника серед хімічних і фізичних властивостей ґрунту впливають показники вмісту основних поживних елементів у орному шарі - зі збільшеннях їхнього вмісту в ґрунті підвищується врожайність культур, зі збільшенням похилу схилу врожайність культур знижується.

5.  На елементарних водозборах протиерозійних валів середньобагаторічні втрати ґрунту від ерозії залежно від площі водозбору, похилу, довжини та експозиції схилів варіюють в межах від 1,0 до 2,8 т/га. Такі річні втрати ґрунту відносять до середніх.

6.   Якість води водосховища, розміщеного в агроландшафті, за гідрохімічними показниками є несприятливою. За показниками вмісту фосфатів, нітратів, нітритів, азоту амонійного вода має ІV-VІІ категорії якості. Стан води, відповідно, задовільний, посередній, поганий та дуже поганий. Такий вміст хімічних елементів свідчить про наявність у водосховищі процесів евтрофікації. Не перевищено норм вмісту у воді важких металів (мідь, свинець, хром, нікель, марганець). Встановлено слабку самоочисну здатність води, недостатню кількість кисню у воді, домінування відновлювальних реакцій, наявність елементів агрогенного походження.

7.  Через деградаційні ерозійні процеси відбувається перенесення агрономічно-цінних речовин на ділянках гідрографічної мережі в системі поле - лісова смуга - ставочок ГТС - гирло балки - донні відкладення, їх накопичення в понижених елементах рельєфу. За співвідношенням водостійких фракцій <0,25 мм на полі як початковій та у відкладеннях водосховища як кінцевій ланках гідрографічної мережі встановлено кількість ґрунту, який порушений водною ерозією - 4,7 т/га в середньому на водозборі водосховища. Це призводить до зниження родючості ґрунту, продуктивності та екологічної стійкості агроландшафтів.

РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

З метою поліпшення екологічного стану ґрунтового покриву орних земель та підвищення продуктивності й екологічної стійкості сучасних деградованих агроландшафтів пропонується новий спосіб захисту ґрунтів від водної ерозії, захищений патентом України на корисну модель № 61543. Спосіб передбачає удосконалення роботи існуючих полезахисних лісових смуг шляхом створення системи перемичок, борозен, пройомів у міжряддях лісосмуг, що дозволить оптимізувати схему руху води в міжряддях, попередить розмивання ґрунту в улоговинах стоку, підвищить водопоглинальну здатність лісових смуг, їхню протиерозійну надійність та екологічну стійкість агроландшафтів.

Для підвищення родючості ґрунтів, поліпшення еколого-агрохімічного стану орних земель та призупинення деградації ґрунтового покриву пропонується провести очистку ставочків гідротехнічних споруд та дна водосховища, що призведе до більш ефективної роботи ГТС, а структурний, багатий поживними елементами ґрунт буде повернутий на орні землі.

Уважаючи на недостатню полезахисну лісистість території господарства (1,6 %) рекомендується створювати нові удосконалені полезахисні лісові смуги, які здатні ефективно протидіяти водній ерозії навіть при їх розміщенні відповідно наявного розмежування полів на ділянки-паї, яке на більшості схилових земель України характеризується значним відхиленням від горизонталей.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1.       Славгородская Ю.В. Сравнительный анализ урожайности основных сельскохозяйственных культур Луганской области / Ю. В. Славгородская // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету: [серія «Сільськогосподарські науки»]. - Луганськ: Вид-во ЛНАУ, 2008. - № 82. - С. 104-113.

2.       Зубов О.Р. Статистичний аналіз агрохімічних показників ґрунту / О.Р. Зубов, Л.Г. Зубова, ЮВ. Славгородська // Збірник наукових праць Луганського національного аграрного університету: [серія «Сільськогосподарські науки» / ред. В.Г. Ткаченко]. - Луганськ: «Елтон-2», 2009. - № 100. - С. 64-72. (аналіз, математико-статистична обробка та узагальнення вихідних даних).

.        Славгородська Ю.В. Оцінка екологічної ситуації земель агропідприємства «Оріон» Луганської області відносно вмісту важких металів / Ю.В. Славгородська // Збірник наукових праць Харківського національного аграрного університету імені В. В. Докучаєва: [серія: «Ґрунтознавство, агрохімія, землеробство, лісове господарство»]. - Харків, 2009. - Т. 2. - С. 207-210.

.        Славгородська Ю.В. Функціонування протиерозійного комплексу (на прикладі СТОВ «Оріон» Марківського району Луганської області) / Ю. В. Славгородська // Науковий вісник Луганського національного аграрного університету: [серія: «Сільськогосподарські науки» / ред. В. Г. Ткаченко]. - Луганськ: «Елтон-2», 2009. - № 7. - С. 54-59.

.        Зубов О.Р. Оцінка екологічного стану агроландшафтів Луганської області / О.Р. Зубов, Л.Г. Зубова, Ю. В. Славгородська // Науковий вісник Луганського національного аграрного університету: [серія «Сільськогосподарські науки» / ред. В.Г. Ткаченко]. - Луганськ: «Елтон-2», 2012. - № 36. - С. 68-72. (збір даних та їх узагальнення щодо агроекологічного стану агроландшафтів).

7.       Славгородская Ю.В. Влияние атмосферных осадков и температуры воздуха на урожайность сельскохозяйственных культур в условиях востока Украины / Ю.В. Славгородская // Вода - источник жизни на Земле: [Сб. ст. - ІІ Всеукр. молод. научн. конф., (г. Луганск, 25 января 2008 р.)]. - Луганск: Изд-во Восточноукраинского национального университета имени Владимира Даля, 2008. - С. 147-150.

.        Славгородська Ю.В. Оцінка екологічного стану ґрунтів аграрного підприємства «Оріон» Луганської області щодо забруднення радіонуклідами / Ю. В. Славгородська // Відновлення порушених природних екосистем: [Матеріали Третьої міжнародної наукової конференції (м. Донецьк, 7-9 жовтня 2008 р.)]. - Донецьк, 2008. - С. 504-507.

9.       Зубов А.Р. Влияние погодных условий на урожайность основных сельскохозяйственных культур в условиях востока Украины / А.Р. Зубов, Л.Г. Зубова, Ю.В. Славгородская // Збірник наукових праць Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля: [серія: «Прикладна екологія»]. - Луганськ: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2009. - № 1 (1). - С. 18-21. ( математико-статистична обробка вихідних даних).

.        Славгородська Ю.В. Екологічна оцінка якості вод Кризького водосховища Луганської області / Ю.В. Славгородська // Проблеми відтворення та охорони біорізноманіття України в світлі вчення про ноосферу: [Матеріали Всеукраїнської студентської науково-практичної конференції]. - Полтава: Астрая, 2009. - С. 189-191.

.        Славгородська Ю.В. Екологічний стан Кризького водоймища / Ю.В. Славгородська // Гідрологія, гідрохімія, гідроекологія: [Матеріали Четвертої Всеукраїнської наукової конференції (29 вересня - 2 жовтня 2009 р., м. Луганськ)]. - Луганськ: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2009. - С. 184-186.

.        Славгородська Ю.В. Антропогенний вплив агропромислового виробництва на сільськогосподарські угіддя Луганської області / Ю. В. Славгородська // Екологічні проблеми регіонів України: [матеріали ХІ Всеукраїнської наукової конференції студентів, магістрантів, аспірантів (21-25 квітня 2009 р., Одеса, Україна)]. - Одеса, 2009. - С. 292-293.

13.     Славгородская Ю.В. Антропогенное изменение водосбора р.Белая / Ю.В. Славгородская // Эколого-географические исследования в речных бассейнах: [Материалы третьей международной научно-практической конференции / ред. кол., В.И. Шмыков (отв. ред.)]. - Воронеж: ВГПУ, 2009. - С. 256-258.

14.     Зубов О.Р. Оптимізація екологічного стану антропогенних ландшафтів Донбасу: [методичні рекомендації] / [О.Р. Зубов, Л.Г. Зубова, А.А. Кошурнікова, Ю.В. Славгородська, С. Г. Воробйов, А.О. Зубов, Н.В. Олейник, С.І. Сиволап, АВ. Харламова, К.Й. Верех-Білоусова]. - Луганськ: вид-во СНУ ім. В. Даля, 2010. - 48 с. (проведені та узагальнені дослідження, обґрунтовані висновки).

15.     Пат. 61543 Україна, МПК А01В 13/16 (2006.01). Спосіб захисту ґрунтів від водної ерозії / О.Р. Зубов, Ю.В. Славгородська; власник Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля. - № u201014945; заявл. 13.12.2010; опубл. 25.07.2011, Бюл. № 14.

АНОТАЦІЯ

Славгородська Ю.В. Вплив екологічних факторів на ґрунтовий покрив та продуктивність агроландшафтів Старобільської схилово-височинної області. - На правах рукопису.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. - Інститут агроекології і природокористування НААН України, Київ, 2012.

Дисертацію присвячено вивченню деградаційних процесів ґрунтового покриву та продуктивності агроландшафтів Старобільської схилово-височинної області.

Встановлено, що за ступенем порушення екологічної рівноваги в агроландшафтах, співвідношенням угідь територія Старобільської схилово-височинної області перебуває в незадовільному агроекологічному стані.

На прикладі СТОВ «Оріон», територія якого є типовою для області, здійснено комплексний аналіз кліматичних факторів, продуктивності аграрних ландшафтів, фізичних і хімічних властивостей ґрунтів та встановлена кореляційна залежність урожайності сільськогосподарських культур від метеорологічних чинників та властивостей ґрунту за 36-ти річний період.

Порівняльним аналізом даних агрохімічного обстеження ґрунтів визначено, що в орних землях за 25-ти річний період спостерігається від’ємний баланс гумусу та основних поживних елементів. Виконана екологічна оцінка орних земель за вмістом важких металів.

За результатами польових досліджень визначено середньобагаторічні втрати ґрунту через ерозійні процеси. Досліджено екологічний стан водних екосистем і ґрунтового покриву. Встановлено наявність процесів евтрофікації у водоймищі та кількісно оцінено зрушення і перерозподіл ґрунту в елементах гідрографічної мережі внаслідок водної ерозії.

Запропоновано практичні заходи щодо поліпшення екологічного стану ґрунтового покриву орних земель та підвищення продуктивності й екологічної стійкості агроландшафтів.

Ключові слова: агроландшафт, ґрунтовий покрив, продуктивність агроландшафтів, деградаційні процеси, водна ерозія, екологічна стійкість.

агроландшафт ґрунт екологічний врожайність

АННОТАЦИЯ

Славгородская Ю. В. Влияние экологических факторов на почвенный покров и продуктивность агроландшафтов Старобельской склонно-возвышенной области. - На правах рукописи.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.16 - экология. - Институт агроэкологии и природопользования НААН Украины, Киев, 2012.

Диссертация посвящена изучению деградационных процессов почвенного покрова и продуктивности агроландшафтов Старобельской склонно-возвышенной области.

Установлено, что по степени нарушения экологического равновесия в агроландшафтах, соотношению угодий территория Старобельской склонно-возвышенной области находится в неудовлетворительном агроэкологическом состоянии.

На примере СООО «Орион», территория которого является типичной для области, осуществлен комплексный анализ климатических факторов, продуктивности аграрных ландшафтов, физических, химических свойств почв и установлена корреляционная зависимость урожайности сельскохозяйственных культур от метеорологических факторов и свойств почвы за 36-летний период.

Исследование корреляционной зависимости урожайности основных сельскохозяйственных культур от метеорологических показателей свидетельствуют о том, что для исследуемых культур наиболее влиятельными метеорологическими факторами являются количество осадков июня и мая. Количество осадков июня являются наиболее значимыми для урожайности озимой пшеницы, озимой ржи, овса, проса, кукурузы, гречихи, мая - для ячменя и подсолнечника.

Сравнительный анализ данных агрохимического обследования почв показал, что в пахотных землях за 25-летний период наблюдается отрицательный баланс гумуса и питательных элементов. Выполнена экологическая оценка пахотных земель по содержанию тяжелых металлов.

По результатам полевых исследований определены среднемноголетние потери почвы вследствие эрозионных процессов. Исследовано экологическое состояние водных экосистем и почвенного покрова. Установлено наличие процессов эвтрофикации в водоеме и сделана количественная оценка эрозионного переноса и перераспределение смытой почвы в элементах гидрографической сети.

На водосборных площадях агроландшафтов потери почвы колеблются от 1,0 до 2,8 т / га. По содержанию фосфатов (0,09 мг/дм³) экологическая оценка воды удовлетворительная, нитритов (0,034 мг/дм³) - посредственная, азота аммонийного (1,4 мг/дм³) - плохая, нитратов (5,0 мг/д м³) - очень плохая.

Предложены практические меры по улучшению экологического состояния почвенного покрова пахотных земель и повышения продуктивности агроландшафтов, их экологической устойчивости.

Ключевые слова: агроландшафт, почвенный покров, продуктивность агроландшафтов, деградационные процессы, водная эрозия, экологическая устойчивость.

SUMMARY

V.Slavgorodskaya. The Influence of Ecological Factors on Soil and Productivity of Agricultural Landscapes of Starobilsk High-Slope Area. - Manuscript.is the thesis on getting the scientific degree of Doctor of Agriculture by specialty 03.00.16 «Ecology». - The Agroecology and Environment Institute of National Academy of Agricultural Sciencies of Ukraine, Kyiv, 2012.

The research deals with the investigation of soil degradation processes and productivity of agricultural landscapes of Starobilsk high-slope area.territory of Starobilsk high-slope area is determined to have unsatisfactory agricultural conditions by disturbance degree of ecological balance in agricultural landscapes, by relationship of arable land.taken as an example Ltd Company «Orion», whose territory is typical for the northern part of the region, the complex analysis of climate factors as well as productivity of agricultural landscapes, physical and chemical properties of soil is carried out. Correlation dependence of crop capacity upon weather factors and soil properties for 36-year period is set.

The most effective weather factors for the main crops studied are shown to be the quantity of precipitation in June and May. The quantity of precipitation in June is the most important for crop capacity of winter wheat, winter rye, millet, oats, corn, buckwheat, in May - for barley and sunflower.comparative data analysis of agrochemical monitoring of soil showed that during 25-year period negative balance of humus and nutrients is being observed in arable land. Ecological evaluation is given to arable land on contents of heavy metals and radio nucleades.a result of field investigations the average losses of soil for many years are determined to be caused by erosion processes in it. Ecological state of water ecosystems and soil is observed. The presence of eutrophication processes is found in water. The quantity estimate is made for soil transfer and spread in elements of hydrogeographical net because of water erosion. On water catchment areas of agricultural landscapes soil losses vary from 1,0 to 2,8 t/ha.measures are suggested to improve ecological conditions of arable land and to increase ecological stability of agricultural landscapes.words: agricultural landscape, soil, productivity of agricultural landscapes, degradation processes, water erosion, ecological stability.