CC BY
40
УДК 631.6
во. мллеев, в.м. безпальченко
Херсонський нацiональний техшчний ушверситет
ВПЛИВ ЗРОШЕННЯ НА Ф1ЗИКО-ХШ1ЧШ ВЛАСТИВОСТ1 ЧОРНОЗЕМ1В П1ВДЕННИХ ХЕРСОНСЬКО1 ОБЛАСТ1
У данш роботi показано вплив зрошення водою р. Днтро на фгзичт, ф1зико-х1м1чн1 та хгмгчн! властивостi tpyrnmie Каховсько'1 зрошувально'1 системи. Розгляну/mi питання впливу тривалого зрошення на екологт чорноземiв пiвденних. Встановлено, що тривале зрошення призвело до негативних екологiчних змт властивостей чорноземiв твденних: спостершаеться зменшення водостшких агрегатiв (на 1,04 %), вiдзначаеться збшьшення суми легкорозчинних солей у метровому шарi Грунту. Серед катiонiв спостерiгаеться вилуговування йотв кальцiю. Вiдзначаеться тенденцiя до збшьшення йонiв магнт у верхтх шарах (0-20, 20-40 см) Tрунтiв, а також катiонiв натрт по всьому метровому профтю. Шд впливом зрошення в чорноземах пiвденних встановленi втрати гумусу, ят у метровому шарi становили 0,16.
Ключовi слова: чорноземи твденш, тривале зрошення, деградащя Tрунтiв, фгзичт та хiмiчнi властивостi, водостшш агрегати, осолонцювання, гумус.
В.А. МАЛЕЕВ, В.М. БЕЗПАЛЬЧЕНКО
Херсонский национальный технический университет
ВЛИЯНИЕ ОРОШЕНИЯ НА ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЧЕРНОЗЕМОВ ЮЖНЫХ
ХЕРСОНСКОЙ ОБЛАСТИ
В данной работе показано влияние орошения водой р. Днепр на физические, физико-химические и химические свойства почв Каховской оросительной системы. Рассмотрены вопросы влияния длительного орошения на экологию черноземов южных. Установлено, что длительное орошение привело к негативным экологическим изменениям черноземов южных: наблюдается уменьшение водостойких агрегатов (на 1,04 %), отмечается увеличение суммы легкорастворимых солей в метровом слое почв. Среди катионов наблюдается выщелачивание ионов кальция. Отмечается тенденция к увеличению ионов магния в верхних слоях (0-20, 20-40 см) почв, а также катионов натрия по всему метровому профилю. Под влиянием орошения в черноземах южных установлены потери гумуса, которые в метровом слое составили 0,16.
Ключевые слова: черноземы южные, длительное орошение, деградация почв, физические и химические свойства, водостойкие агрегаты, осолонцевание, гумус.
V.A. MALJEJEV, V.M. BEZPALCHENKO
Kherson National Technical University
THE INFLUENCE OF IRRIGATION ON THE PHYSICOCHEMICAL PROPERTIES OF THE SOUTHERN CHERNOZEMS KHERSON REGION
In this paper, we demonstrate the influence of irrigation water of the Dnieper river on the physical, physicochemical and chemical properties of soils in the Kakhovka irrigation system. Discusses the impact of prolonged irrigation on the ecology of the e southern chernozems. It was shown that prolonged irrigation has led to negative environmental changes of the southern chernozems: a decrease in water-resistant aggregates (1.04 %), increasing the amount of easily soluble salts in meter layer of soil. Among the cations observed leaching of calcium ions. There is a trend to increase of magnesium ions in the upper layers (0-20, 20-40 cm) soils, and cations of sodium throughout the profile meter. Under the influence of irrigation of the southern chernozems set the loss of humus, which in the one-metre layer was 0.16.
Keywords: the southern chernozems, prolonged irrigation, soil degradation, physical and chemical properties, water-resistant aggregates, humus.
Постановка проблеми
Чорноземш грунти, найродюч1ш1 в свт, вкривають дв1 третини територи Украши. Ольськогосподарсьш упддя становлять 71 %, а орш 56 % ввд площ1 краши. Земельш ресурси не належать до категорп невичерпних. Через розвиток промисловосп, зростання мют площа альськогосподарських упдь зменшуеться за рахунок ввдведення земельних дшянок для промислового i житлового будiвництва, прничих розробок тощо. Стан грунтового покриву альськогосподарських
ландшафпв е головним фактором, що забезпечуе сталий розвиток не лише агроктматичних систем, а й бюсфери в цiлому. В1д яшсного стану грунтiв залежить рiвень економiчно! незалежностi краши [1]. У Херсонськш областi налiчуеться 426,3 тисяч гектарiв зрошуваних земель, або 21,6% вщ загально! площi сiльгоспугiдь. 1з загально! шлькосп зрошуваних земель Херсонсько! област забезпечуеться подача води на полив сшьгоспкультур ввд державних систем на площi - 384,5 тис. га, з них вщ Головного Каховського мапстрального каналу - 243,1 тис. га, Швшчно-Кримського - 101,7 тис. га, каналiв 1нгулецько1 зрошувально! системи - 18,2 тис. га, локальш системи - 21,5 тис. га. На площi 41,8 тис. га побудоване мюцеве зрошення.
Останнiми десятилггтями все бiльша увага надаеться стшкосп грунтiв при !х використаннi людиною. Земельнi ресурси планети обмеженi, а грунти вразливi i повiльно вщновлюваш. Родючi грунти, тривалiсть вегетацiйного перюду створюють найбiльш сприятливi умови для росту та розвитку сшьськогосподарських рослин, проте дефiцит вологи, частi й тривалi посушливi перiоди перешкоджають одержанню високих та стiйких урожа1в. Тому для забезпечення сiльськогосподарських культур вологою на швдш Украши було побудовано цша низка зрошувальних систем: Татарбунарська, Краснознам'янська, Швшчно-Кримська, Сiрогозька, Каховська. Води, якими проводиться зрошення, вiдрiзняються м1ж собою мiнералiзацiею та як1сним складом легкорозчинних солей, б№ша частина з яких мають негативнi показники. Зрошення цими водами найб№ш iнтенсивно i безпосередньо впливае на грунт, попршуючи його фiзичнi й фiзико-хiмiчнi властивосп. В цих умовах формуються iригацiйно-деградованi грунти. Прогресуюча деградащя грунпв викликае занепокоення щодо вживання необхвдних заходiв, як1 протистоять !й. Якщо не вживати рiшучих заходiв це призведе до зниження родючостi грунпв i вiдповiдно до зниження продуктивност зрошуваного землеробства. За такого сценарш розвитку нi суперiнтенсивнi сорти i гiбриди, нi надпотужна технiка не забезпечать потрiбно! сталостi, стабiльностi й економiчно! ефективностi сiльськогосподарського виробництва.
Рис. 1. Зрошення широкозахватною технiкою ДМ «Фрегат» (Каховська зрошувальна система)
Зрошуваш мелiорацil, пiдвищуючи продуктивнiсть грунтiв i забезпечуючи умови для одержання гарантованих врожа1в, перетворилися на вагомий чинник стабшзаци сiльськогосподарського виробництва. Водночас зрошення зумовлюе iстотнi змiни природного режиму зволоження земель, що порушуе еколопчну рiвновагу, а разом з помилками проектування чи експлуатацil мелiоративних систем веде до розвитку негативних процеав (ущ№нення, знеструктурення, вилуговування, оглеення, карстування, ерозiя, забруднення вод i грунпв). Постае питання екологiчного нормування впливу зрошувальних мелюрацш на природнi та техногенш ландшафти з встановленням безпечних рiвнiв трансформацil стану земель i техногенних навантажень.
Аналiз основних дослвджень i публiкацiй Земля е основним нацюнальним багатством, що перебувае тд особливою охороною держави (Стаття 14 Конституцп Укра!ни). При загальнiй площi Укра!ни - 60,4 млн. га на ршлю припадае 34,2 млн. га (56,62 %). Грунт е основою оргашзацп бюсфери. У грунп поеднуються всi компоненти бiосфери, формуючи складну полiгенетичну систему. Особливо слщ видiлити санiтарну функц1ю грунту - його здатнють до самоочищения вщ патогенно! мiкрофлори. Грунт е буферним бюгеоценотичним екраном, який забезпечуе захист бюгеоценозу в1д механiчного руйнування тд впливом води, вiтру, в1дновлення порушених бiоценозiв [2]. Рiзноманiтнiсть природних умов i поеднання грунтотворних факторiв формуе строкату картину грунтового покриву землг З усiх титв грунпв найбшьш родючi чорноземи. В. В. Докучаев писав, що чорнозем - це цар грунпв, вш дорожчий за золото [3]. Шквдливий
aнтpoпoгенний вплив зaвдae фунтам величезш!' штоди. Це пеpш за все пoгipшення гpyнтoвoï стpyктypи, меxaнiчне pyйнyвaння та yщiльнення гpyнтy, збвднення на гумус та шживш pечoвини, вoднa i вiтpoвa еpoзiя, зaбpyднення мiнеpaльними дoбpивaми, oтpyтoxiмiкaтaми, мастилами, paдioнyклiдaми. За oстaннi 25 pora вмiст гумусу y rpyffrax Укpaïни зменшився на 0,3 %; плoщa зaсoлениx i oсoлoнцьoвaниx гpyнтiв збiльшилaсь на 25 %. Внаслдок abapiï на ЧАЕС зaбpyдненo paдioнyклiдaми 8,4 млн. га сiльськoгoспoдapськиx yгiдь, y тoмy чи^ 3,5 млн. га piллi. Вiдбyвaeться iнтенсивне вiднoвлення paдioaктивнo зaбpyднениx земель внаслдок пpиpoдниx пpoцесiв сaмooчищення [4].
Сучасний екoлoгiчний стан груш^в пoгipшyeться тaкoж чеpез зaсoлення, oсoлoнцювaння та пiдтoплення зpoшyвaниx, пеpеoсyшyвaння чи пеpезвoлoжyвaння мелiopoвaниx земель, poзпopoшyвaння i пеpеyщiльнення opнoгo шapy [5]. Ввдсутшсть кoмплекснoстi щoдo пpoведення мелiopaцiï земель oбyмoвилa: 43,2 % плoщi земель з oсyшyвaльнoю меpежею мають шдвищену кислoтнiсть; 7,6 % -зашлет; 10,7 % - пеpезвoлoженi; 12,8 % - зaбoлoченi; 18,4 % - тддаються вiтpoвiй та 4,6 % - вoднiй еpoзiï. Втpaчaють poдючiсть i зpoшyвaнi землi, 14 % вщ зaгaльнoï плoщi пoливниx земель щддаються еpoзiï; 5 % - пеpезвoлoженi; бшя 30 % - oсoлoнцьoвaнi та зaсoленi. З метою виявлення неспpиятливиx змiн здiйснюeться кoмплексний гpyнтoвий мoнiтopинг. Вaжливoю спpaвoю oптимiзaцiï сiльськoгoспoдapськoï сoцioекoсистеми e ^жильна opгaнiзaцiя ïï теpитopiï, фopмyвaння кyльтypнoгo aгpoлaндшaфтy [б].
Пiдвищення poдючoстi гpyнтiв, oxopoнa ïx вiд еpoзiï - фундаментальна пpoблемa, poзв'язaння якoï e неoдмiннoю yмoвoю не тiльки сiльськoгoспoдapськoгo виpoбництвa, а й виживання людини, збеpеження пpиpoднoгo сеpедoвищa. Чopнoземнa зoнa мae нaдзвичaйнo велике сiльськoгoспoдapське значення взaгaлi i для Укpaïни oсoбливo. У цiй зoнi yспiшнo виpoщyють нaйцiннiшi пpoдoвoльчi кyльтypи, пеpедyсiм пшеницю, ячмiнь, сoю, кyкypyдзy, oвoчевi. Вoдний pежим чopнoземiв нaйчaстiше лiмiтye мoжливiсть oтpимaння висoкиx ypoжaïв сiльськoгoспoдapськиx кyльтyp, oскiльки значна частина чopнoземнoï зoни e зoнoю недoстaтньoгo звoлoження. %му зpoшення e нaйпеpспективнiшим пpийoмoм pегyлювaння вoднoгo pежимy чopнoземiв. Зpoшення - oдин з oснoвниx фaктopiв poдючoстi гpyнтy та piвня ypoжaю poслин. Зpoшення e oдним з oснoвниx фaктopiв iнтенсифiкaцiï землеpoбствa в зoнax з недoстaтнiм a6o нестiйким звoлoженням. Нинi y свiтi зpoшyeться близьто 260 млн. га земель. ^и цьoмy зpoшyвaнi землi забезпечують 40 % свiтoвoгo виpoбництвa пpoдoвoльствa, займаючи лише 16 % плoщi сiльськoгoспoдapськиx yгiдь [7].
Пopяд з шзитивним спoстеpiгaeться i негативний вплив зpoшення на стан гpyнтy. Oснoвними ^ичигами цьoгo e низька як1сть пoливнoï вoди, пopyшення стpyктypи пoсiвниx плoщ, низька питoмa вага бaгaтopiчниx тpaв y сiвoзмiнax, недoстaтнe i неяшсне внесення opгaнiчниx дoбpив, безсистемне зpoшення. На зpoшyвaниx земляx в pезyльтaтi пoтyжнoгo aнтpoпoгеннoгo впливу poзвивaються npo^OT, щo пpизвoдять дo дегpaдaцiï фунту. Це, нaсaмпеpед, дегyмiфiкaцiя, пеpезвoлoження, пiдйoм piвня гpyнтoвиx вoд, зниження вoдoнепpoникнoстi, вoднa еpoзiя. Тpивaле зpoшення степoвиx гpyнтiв, сфopмoвaниx в yмoвax зaсyшливoгo клiмaтy пpизвелo дo пopyшення ïx екoлoгiчнoï piвнoвaги. Це виявилoсь y poзвиткy пpoцесiв сoлoнцювaння, дегyмiфiкaцiï, декальцинацп, xемoгеннoмy та paдioгеннoмy зaбpyдненнi гpyнтiв. Пpoблемa ipигaцiï чopнoземiв зaлишaeться актуальшю i сьoгoднi. Oсoбливе зaнепoкoeння викликae явище зниження пpиpoднoï poдючoстi чopнoземiв чеpез втpaтy пеpвиннoï зеpнистoï стpyктypи, yтвopення пoвеpxневoï EÍpEH пiсля шливу, пoявa глибистoстi та цементaцiï opниx гopизoнтiв, змiнa гyмyснoгo стану, зменшення eмнoстi кaтioннoгo oбмiнy, збiльшення щшьшсп пpи зpoшеннi. Не менш вaжливoю пpoблемoю пpи зpoшеннi гpyнтiв e пpoблемa якoстi зpoшyвaльнoï вoди, яка знaxoдиться в центpi уваги вже калька десятилiть. Як1сть пoливнoï вoди iстoтнo впливae на гpyнтoвi npo^OT i yмoви poстy сiльськoгoспoдapськиx кyльтyp. Тoмy oцiнкa якoстi зpoшyвaльниx вoд e невiдклaдним завданням зaгaльнoгo i мелiopaтивнoгo гpyнтoзнaвствa, piшення якoгo дoзвoлить збеpегти i пiдвищити poдючiсть зpoшyвaниx гpyнтiв, oсoбливoстей всieï aгpoекoсистеми. Пpoтидiяти пoгipшенню poдючoстi гpyнтiв знaчнoю мipoю мoжyть зaсoби, спpямoвaнi на зб№шення кiлькoстi opгaнiчнoï pечoвини y ^ym! та бioлoгiзaцiя землеpoбствa [8].
Oстaннiм чaсoм набули пoшиpення вaжливi навями сyчaснoгo землеpoбствa - екoлoгiзaцiя i бioлoгiзaцiя. Завдання ïx пoлягae y ствopеннi спpиятливиx yмoв гpyнтoвoгo, вoднoгo i пoвiтpянoгo сеpедoвищa, пpи якм нaйбiльш пoвнo pеaлiзyeться генетичний штенщал пpoдyктивнoстi кyльтyp i зaбезпечyeться oтpимaння бioлoгiчнo чистoï' opo^^n.
Без сумтву, зpoшення - це пoтyжний зааб, який пiдвищye poдючiсть Ipyнтy, rooRpamye мiкpoклiмaт зpoшyвaниx теpитopiй пoсyшливиx paйoнiв. Oднaк спpиятливa д1я зpoшення виявляeться тшьки в тoмy випадку, яквд вoнo пpoвoдигься вipнo i в шмплека з вiдпoвiднoю aгpoтеxнiкoю. У пpoтилежнoмy випадку вoнo мoже не тшьки не виявляти пoтpiбнoгo ефекту, а й давати негaтивнi pезyльтaти.
Формулювання мети доcлiджень
Mетoю дoслiджень e встaнoвлення тенденцiй щoдo кiлькiсниx та якiсниx змiн в чopнoземax пiвденниx Kaxoвськoï' зpoшyвaльнoï' системи тд впливoм зpoшення.
Oб'eкт дoслiдження: фiзикo-xiмiчнi пpoцеси в зpoшyвaниx та бoгapниx чopнoземiв пiвденниx.
Вивчення властивостей поливних вод i зрошуваних грунпв проводилися з використанням рiзних методiв дослвджень, реатзованих як в польових, так i в лабораторних умовах. Основними методами дослщження були: монографiчний, статистичний, системно-структурний та фiзико-хiмiчний аналiз.
Основою пдролопчних дослiджень були загальноприйнятi методики. Найб№ш динамiчнi показники (рН, 1°С, вмют йонiв С032-, НСО3) зрошувально! води визначалися на мiсцi ввдбору проб, iншi
- в лабораторних умовах. Основш властивостi поливних вод вивчалися iз застосуванням наступних методик: йонно-сольовий склад - за Е. В. Ар^шкиною (1972) [9]; актившсть йошв кальцiю i натрiю -йонометрично за допомогою йоноселективних електродiв ЕМ-Са-01 i ЕСЛ-51-07 на йономiрi ЕВ-74; рН -потенцюметрично. При вивчент впливу тривалого зрошування на властивосп пiвденного чорнозему був використаний метод грунтових ключiв, широко застосований багатьма дослiдниками. У його основi лежить принцип аналогiй, при якому об'екти, що вивчаються, вiдрiзняються лише за одним чинником -один незрошуваний, а шший тривало зрошуваний. На кожному варiантi було видiлено по три стацюнарш далянки по 100 м2 кожна. Вiдбiр грунтових зразшв на цих дiлянках здiйснювався буром у 8-ми точках до глибини 1 м через 20 см, яш змшувалися пошарово. Зразки з непорушеною структурою ввдбиралися з 8-ми точок до глибини 30 см через 10 см. З метою всебiчного вивчення впливу зрошування на твденний чорнозем в грунтових зразках проводили рiзнi визначення з використанням наступних методик: гранулометричний склад - трофосфатним методом; агрегатний склад - за методом I. I. Саввшова в модифшацп К. Е. Бурзi (1955); мiкроагрегатний склад - за Н. А. Качинським; щ№шсть грунту - методом рiжучих кшець; гумус - за I. В. Тюрiним в модифшацп В. Н. Симакова; актившсть йошв натрш i кальцш
- йонометрично у пасп 1:1; аналiз водно! витяжки - за К. К. Гейдройцу; обмшний натрiй -полум'янофотометрично; обмiнний кальцш i магнiй - комплексонометрично; рН - потенцюметрично зi скляним iндикаторним електродом.
Викладення основного матерiалу дослщження
Як1сть зрошувальних вод визначае грунтовi режими, !х властивостi, i як наслвдок, родючють зрошуваних Iрунтiв. Води пвдвищено! мiнералiзацi! призводять до вторинного засолення, а надто низько!
- до вимивання легкорозчинних солей i елементiв живлення. Води з несприятливим спiввiдношенням одно- та двовалентних катюшв викликають осолонцювання, пiдлуження та iншi деградацiйнi процеси. Одним з основних показнишв якостi води вважаеться стутнь мiнералiзацi!, тобто загальний вмiст легкорозчинних солей. Але при зрошенш чорноземiв пiвденних недостатньо визначити тiльки загальну мiнералiзацiю, необх1дно знати хiмiчний склад води. Це пов'язано з тим, що маючи велику емнiсть поглинання, чорноземи легко засвоюють йони натрш, гублячи при цьому йони кальцш, що руйнуе структуру i порушуе водно-фiзичнi властивостi грунту.
Дослiдження проводили в АТ «Чорноморiвське» Херсонсько! обласп, розташованому у зонi дi! Каховсько! зрошувально! системи. Об'ектами дослiдження були чорноземи швденш та поливнi води рiчки Днiпро. Вивчення грунтових процеав базувалося на порiвняльно-аналiтичному та порiвняльно-географiчному методах. Основою цих пiдходiв е метод стацiонарних ключiв-аналогiв, при якому на репрезентативних дiлянках закладають групу грунтових розрiзiв, що характеризують незрошуваш та зрошуванi грунти. Розрiзи закладено у межах одного геоморфолопчного елемента при однотипному сiльськогосподарському використанш. Протягом дослвджень мiнералiзацiя зрошувальних вод рiчки Днiпро становила 0,32-0,51 г/дм3. Вмют пдрогенкарбонат-, хлорид- i сульфат--йошв коливався вщповщно в межах 2,40-3,28; 1,03-1,36 та 1,20-2,60 мг-екв/дм3. Також спостерталася перiодична поява карбонат-йонiв. К1льк1сть йонiв кальцiю, магнш та натрiю вiдповiдно дорiвнювала 2,0-3,3; 1,4-2,6 та 0,72-2,56 мг-екв/дм3. Водневий показник рН змшювався ввд 7,6 до 8,8. Значення активносп йонiв (рСа) досягали 2,402,74, йошв натрш (р№) - 2,90-3,52 (табл. 1). Клас води - пдрогенкарбонатно-кальщевий.
Таблиця 1
Мiнералiзацiя та йонно-сольовий склад поливно'1 води Каховсько'1 зрошувально'1 системи
Рк Мiнералiзацiя, г/дм3 Анюни* Катюни* рН
СО32- НСО3- С1- 8042- Са2+ Мм2+
2001 0,405 0,029 0,009 2,82 0,176 0,95 0,034 1,74 0,083 2,26 0,045 1,76 0,021 1,78 0,040 8,68
2004 0,368 0,06 0,001 2,91 0,182 0,99 0,035 1,21 0,057 2,45 0,049 1,43 0,017 1,29 0,029 8,38
2007 0,370 0,08 0,002 3,06 0,191 0,96 0,034 0,94 0,045 2,68 0,054 0,92 0,011 1,44 0,032 8,40
2010 0,350 0,06 0,001 2,81 0,175 1,07 0,038 1,31 0,062 2,44 0,049 1,34 0,016 1,47 0,033 8,00
2014 0,368 - 2,92 0,183 1,18 0,042 1,75 0,083 1,75 0,035 3,10 0,038 1,01 0,022 7,51
-—3--3
*чисельник, мг-екв/дм ', знаменник, г/дм .
1ригацшна оцшка сввдчить, що вода р. Дшпро придатна для зрошення без обмежень за винятком тдвищеного показника рН. Аналiз складу зрошувально! води показав, що и мiнералiзацiя невисока, в iнтервалi 0,350-0,405 г/дм3, рН - 7,51-8,68. За йонним складом у зрошувальнш водi переважають гiдрогенкарбонат-анiони i катiони кальцш. Хiмiчний тип зрошувально! води - пдрогенкарбонатно-кальцieвий. Зпдно ДСТУ 2730-94 вода рiчки Дшпро з урахуванням небезпеки вторинного засолення вiдноситься до I класу, рiвень 11 мiнералiзацi! < 1 г/дм3. З урахуванням небезпеки вторинного тдлуження i осолонцювання поливнi води ввдносяться до II класу i е «обмежено придатними», що вказуе на необхiднiсть проведення заходiв, що забезпечують попередження деградацп грунту.
У результатi дослiджень виявлено, що тривале зрошення призвело до змш фiзичних, фiзико-хiмiчних та хiмiчних властивостей чорноземiв пiвденних. Шд впливом зрошення днiпровською водою вщбуваються змiни гранулометричного складу чорнозему твденного (табл. 2).
Таблиця 2
_Змша мiкроагрегатного складу чорнозему швденного пiд впливом зрошення_
Шар грунту, см
Ддаметр фракцiй, мм та !х вмiст у % залежно ввд маси сухого грунту
1,00-0,25
0,25-0,05
0,05-0,01
0,01-0,005
0,005-0,001
< 0,001
Незрошуваний чорнозем твденний
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100
2,79 5,75 12,02 11,64 9,88
40,85 37,80 20,32 28,66 22,24
45,05 42,87 50,50 40,20 47,84
5,94 7,43 7,12 6,06 7,86
2,79 3,78 7,64 11,28 10,58
2,55 2,37 2,40 2,16 1,60
Зрошуваний чорнозем швденний водою р. Днiпро
0-20 20-40 40-60 60-80 80-100
2,11 1,22
2.92
1.93 1,58
30,87 23,12 31,68 31,43 34,34
55,22 62,94 53,48 47,96 43,88
6,00 6,04 5,20 8,12 9,28
3,96 4,04 4,20 8,64 9,24
1,84 2,64 2,52 1,92 1,68
Встановлено збiднення грунту на мул при вщповвдному збагачеш на дрiбний пiсок та крупний пил. Полегшення вiдбуваеться за рахунок мнраци частинок мулисто! фракцп з верхнього шару. Дещо важчим стае шар 20-40 см, що сприяе розвитку несприятливих фiзико-механiчних властивостей грунту.
Спостертаеться неiстотне зменшення кiлькостi водостшких агрегатiв у чорноземах пiвденних, яш зрошуються водами р. Днiпро (20 рошв) на 1,04 % в орному шарi при вмiстi у незрошуваному Iрунтi 39,14 % (табл. 3).
Таблиця 3
_Вмкт водостiйких агрега^в грунту, зрошуваного водою р. Дншро_
Шар грунту, см
Вмiст агрегатiв, %
Незрошуваного грунту, х;
Зрошуваного грунту, х2
Рiзниця, х! - х2
0-10 10-20 20-30 30-40 0-40
29,6 30,1 36,5 40,3 34,1
20.5
19.6 21,4 24,1 21,4
+9,1
+10,5
+15,1
+16,1
+12,7
Шд впливом зрошення агрофiзичнi властивосп грунпв зазнають iстотних змiн, що проявляються у знеструктуреннi орного шару, зростанш брилястостi, зниженнi вмiсту агрономiчно-цiнних агрегатiв, ущiльненнi профiлю та зниженш пористостi i водопроникностi (табл. 4).
Шд впливом зрошення вщзначаеться зб№шення суми легкорозчинних солей на 0,006 % у метровому шарi грунту (табл. 5). Серед катюшв спостертаеться вилуговування йонiв кальцiю, кiлькiсть 1х при зрошеннi знизилася на 0,1 мг-екв/100 г грунту (шар 0-100 см).
Ввдзначаеться тенденцiя до зб№шення вмiсту йонiв магнiю у верхшх шарах (0-20, 20-40 см) грунту, а також катiонiв натрiю по всьому метровому профiлю. У складi анiонiв, виявлено зростання гiдрогенкарбонат-йонiв на 0,005 % (шар 0-100 см). Хiмiзм засолення незрошуваних грунтiв - сульфатно-кальцiевий. Пiд впливом зрошення тип засолення чорноземiв пiвденних змшився на сульфатно-натрiевий.
Таблиця 4
Щшьмсть Грунту, зрошуваного водою р. Дншро _
Шар Щшьшсть Р1зниця, х! - х2
грунту, см Незрошуваного грунту, х! Зрошуваного грунту, х2
0-10 1,15 1,44 -0,29
10-20 1,11 1,32 -0,21
20-30 1,18 1,34 -0,16
30-40 1,35 1,52 -0,17
40-60 1,30 1,40 -0,10
60-80 1,37 1,46 -0,09
80-100 1,49 1,49 -
Таблиця 5
Йонний склад водно'1 витяжки незрошуваних i зрошуваних чорноземiв пiвденних, %
Шар грунту, см рН СО32- НСОэ- С1- 8О42- Са2+ Мм2+ Сума солей
Незрошуваний грунт
0-20 7,20 0 0,022 0,006 0,048 0,012 0,004 0,014 0,106
20-40 7,24 0 0,024 0,007 0,048 0,014 0,004 0,014 0,111
40-60 7,49 0 0,029 0,007 0,058 0,016 0,006 0,013 0,129
60-80 8,00 0 0,044 0,008 0,058 0,018 0,006 0,017 0,151
80-100 8,20 0 0,046 0,008 0,067 0,020 0,007 0,018 0,166
0-100 - 0 0,033 0,007 0,056 0,016 0,005 0,015 0,132
Зрошуваний грунт водою р. Дшпро (20 рошв)
0-20 7,68 0 0,034 0,006 0,043 0,010 0,005 0,017 0,115
20-40 7,38 0 0,034 0,007 0,043 0,012 0,005 0,015 0,116
40-60 7,55 0 0,032 0,008 0,053 0,014 0,006 0,015 0,128
60-80 8,12 0 0,048 0,010 0,058 0,016 0,006 0,022 0,158
80-100 8,31 0 0,044 0,008 0,072 0,020 0,006 0,022 0,172
0-100 - 0 0,038 0,008 0,054 0,014 0,006 0,018 0,138
Внаслвдок тривалого зрошення (20 рок1в) у вбирному комплекс чорнозем1в твденних спостер1гаеться зниження суми катюнш на 0,49 мг-екв/100 г грунту (шар 0-30 см) та нагромадження йошв натрш на 0,2 % 1 магшю на 2 % в орному шар1 грунту. Серед катюшв кшьшсть ув1браного кальцш зменшилася на 0,93 мг-екв/100 г грунту.
В умовах штенсивного зрошення безперечною е актуальшсть вивчення синтезу й мшерал1зацп гумусових сполучень. У лггературних джерелах ввдзначаеться три основних напрямки розвитку процес1в гумусоутворення в умовах зрошення: перший - зб1льшення вм1сту гумусу 1 полшшення його як1сного складу, другий - попршення гумусового стану, трет1й - деяке полшшення вмюту 1 запас1в гумусу на початку зрошення з наступною стабшзащею гумусового стану грунлв. У нашому випадку спостер1гаеться другий напрямок розвитку процес1в гумусоутворення, при якому в1дбуваеться зменшення вм1сту гумусу (рис. 2). Втрати складають 0,16 % в шар1 0-100 см.
Рис. 2. Вмкт гумусу у зрошувальних i незрошуваних чорноземах швденних
За результатами дослщжень встановлено, що тривале зрошення (20 рошв) 40pH03eMiB твденних призвело до негативних змш ïx еколопчного стану. У зрошувальних грунтах спостерiгаeться зменшення кшькосп водостiйкиx агрегатiв, зниження водопроникностi. Попршення агрофiзичниx властивостей грунту проявляеться у знеструктуренш орного шару, зростаннi брилястосп, ущiльненнi профiлю та зниженнi пористосп. Цi негативнi явища призводять до зниження родючосп - головноï бюсферно].' та екологiчноï функцiï грунту. Аналiз йонного складу водноï витяжки сввдчить про погiршення екологiчного стану зрошувальних чорноземiв пiвденниx. Виявленi процеси декальцинацп та осолонцювання. Пiд впливом зрошення у дослщжуваному грунтi встановленi втрати гумусу, як1 у метровому шарi становили 0,16 %. Найбiльше зниження його було у шарах грунту 20-40 та 40-60 см i ввдповщно становило 11,2 i 12,0 %. Таким чином, проведений аналiз сввдчить про регюнальний процес попршення еколопчного стану чорноземiв пiвденниx шд впливом зрошення.
З метою покращення екологiчного стану зрошуваного чорнозему твденного необхвдне комплексне проведення агротеxнiчниx, люомелюративних, гiдромелiоративниx заxодiв, як1 включають: застосування науково обгрунтованих режимiв зрошення; ведення боротьби за накопичення i економiчну витрату вологи з грунту; проведення оцшки якостi зрошувальноï води та використання поливноï води високоï якостц полiпшення структури посiвниx площ, застосування науково обгрунтованих сшозмш з насиченням ïx багаторiчними бобовими травами; боротьба з водною та вировою ерозiею грунтiв; насадження полезахисних лiсовиx смуг; проведення монiторингу зрошувальних земель з метою запобтання погiршення ïx стану.
Висновки
1. У результатi проведених дослiджень встановлено, що тривале зрошення призвело до негативних еколопчних змш властивостей чорноземiв пiвденниx. Спостерiгаеться зменшення водостшких агрегапв (на 1,04 %). Ввдзначаеться збiльшення суми легкорозчинних солей у метровому шарi грунту. Серед катюшв спостерiгаеться вилуговування йонiв кальцш.
2. Вщзначаеться тенденщя до збшьшення йонiв магнш у верxнix шарах (0-20, 20-40 см) грунпв, а також катюшв натрш по всьому метровому профiлю. У склад1 анютв виявлено зростання пдрогенкарбонат-йонiв на 0,005 % (шар 0-100 см). Хiмiзм засолення незрошуваних грунпв - сульфатно--кальщевий. Плд впливом зрошення тип засолення чорноземiв пiвденниx змшився на сульфатно-натрiевий.
3. Внаслiдок тривалого зрошення (20 рок1в) у вбирному комплексi чорноземiв пiвденниx спостерiгаеться зниження суми катюшв на 0,49 мг-екв/100 г грунту (шар 0-30 см) та нагромадження йошв натрш на 0,2 % i магшю на 2 % в орному шарi грунту. Серед катiонiв кiлькiсть увiбраного кальцiю зменшилася на 0,93 мг-екв/100 г грунту.
4. Щд впливом зрошення в чорноземах твденних встановлеш втрати гумусу, яш у метровому шарi становили 0,16 %. Найбшьше зниження його було у шарах грунту 20-40 та 40-60 см.
Список використано'1 лггератури
1. Данилишин Б. М., Дорогунцов С. I., Мщенко В. С. Природно-ресурсний потенщал сталого розвитку Украïни. - К. : РВПС Украïни. - 1999. - 715 с.
2. 1гнатенко М. Г., Малеев В. О., Пилипенко Ю. В. Основи економши природокористування. // Навч. посiб. - Херсон : Олдi - плюс, 2007. - 312 с.
3. Добровольский Г. В., Никитин Е. Д. Экологические функции почв: Учебное пособие. - М. : Изд-во МГУ, 1986. - 136 с.
4. Малеев, В. О. Еколого-економiчнi проблеми використання земельних ресурав - базовоï складовоï природно-ресурсного потенщалу Херсонсь^' обласп / В. О. Малеев, В. М. Безпальченко // Вестник ХНТУ. - Херсон : ХНТУ, 2014. - № 4(51). - С. 213-218.
5. Полупан М. I., Ковальов В. Г. Теоретичш основи нагромадження гумусу в природних умовах, його еволюц1я та управлшня ним в агроценозах // Вюник аграрноï науки, 1997. - Вип. 9. - С. 21-27.
6. Гамаюнова В. В., Фшп'ев I. Д., Сидяшна О. В. Сучасний стан та проблеми родючосп грунпв твденного регюну // Таврiйський науковий вюник. Херсон: Айлант. - 2004. - Вип. 31. - С. 130136.
7. Лисогоров С. Д., Ушкаренко В. А. Орошаемое земледелие. - М. : Колос, 1995. - 447 с.
8. Малеев, В. А. Мелиорации в контексте устойчивого развития АПК Херсонской области / В. А. Малеев // Материалы международной научно-практ. конференции «Социально-экономические и экологические проблемы сельского и водного хозяйства». - Часть 1. «Комплексное обустройство ландшафтов» - М. : ФГОУ ВПО МГУП, 2010. - С. 236-246.
9. Аринушкина Е. В. Руководство по химическому анализу почв. - Изд-во Московского университета, 1970. - 490 с.
