Навігація
Головна
ПОСЛУГИ
Авторизація/Реєстрація
Реклама на сайті
МЕТОДОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ОЦІНКИ І ПРОГНОЗУ ЯКОСТІ ЗЕМЕЛЬТРАНСФОРМАЦІЯ ЯКОСТІ ЗЕМЕЛЬ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ ПІД...ЗЕМЛІ ВОДНОГО ФОНДУ, ЇХ ВИКОРИСТАННЯ ТА ОЦІНКА ЯКОСТІВплив техногенного забруднення на стан сільськогосподарських угідь та...Якості оцінки спеціалістів організації
Критерії і показники оцінки агроекологічного стану земельКритерії та показники оцінки агроекологічного стану кислих та...Критерії та показники оцінки стану земель щодо забрудненняЕколого-економічні показники оцінки виробничих процесівЕколого-економічні показники оцінки виробничих процесів
 
Головна arrow Агропромисловість arrow Оцінка і прогноз якості земель
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

Оцінка і прогноз якості земель меліоративного фонду

Критерії та показники оцінки еколого- меліоративного стану зрошуваних та осушених земель

Площа зрошуваних земель в Україні складає 2,2 млн. га, при цьому вони розташовані практично по всіх природних зонах і підзонах, але найбільше (84 %) їх зосереджено у Степовій та Сухостеповій зонах. В структурі грунтового покриву на зрошуваних землях переважають чорноземні (61 % від загальної площі зрошення) й каштанові (15%) грунти. Зрошення змінило склад ґрунтового покриву і призвело до появи вторинно гідроморфних, засолених та солонцюватих грунтів, що викликає необхідність розробки критеріїв та показників оцінки стану зрошуваних земель.

За даними С.А. Балюка (1997, 1998), довготривалі стаціонарні спостереження показали, що еволюція грунтів при зрошенні може йти як шляхом збереження властивостей без істотних (класифікаційно значущих) змін, так і шляхом розвитку деградаційних процесів. Напрямок і швидкість грунтових процесів визначаються при цьому якістю поливних вод, кліматичними та гідрогеологічними умовами регіонів, рельєфом, природними властивостями грунтів, технікою та технологією зрошення й культурою землеробства. Деградація грунтів при зрошенні не стає неминучою стадією їх розвитку, а проявляється тільки за певних умов. Можна виділити такі найбільш розповсюджені деградаційні процеси:

1. Підйом рівня ґрунтових вод (РГВ) і розвиток процесів підтоплення й вторинного іригаційного гідроморфізму грунтів. За даними Держводгоспу України, площі земель з РГВ менше 3 м складали в 90-х роках минулого століття 17-20 % від зрошуваної площі.

2. Активізація галохімічних процесів на локальному, регіональному та глобальному рівнях. Перерозподіл і винос солей тільки з дренажним стоком складає величину 2-3 млн. т/рік. Вторинне засолення грунтів має місце на окремих масивах, локально слабодренованих, які мають мінералізовані (більше 1 г/л) зрошувальні та/або грунтові (при РГВ менше 1,5-2,5 м) води. Площі засолених земель (вторинно та природно) коливаються по роках в межах 6-9 %.

3. Зрошення приводить до підвищення вмісту водорозчинного й увібраного натрію. Процес осолонцювання визначається якістю поливних вод, вихідними властивостями грунтів, глибиною залягання та мінералізацією грунтових вод. Площі земель з різним ступенем солонцюватості досягають 30-40 % від загальної площі зрошення. В той же час, зрошення прісними водами природно солонцюватих або вторинно осолонцьованих грунтів призводить до їх іригаційного розсолонцювання.

4. Підлуження грунтів, збільшення у них лужного резерву й показників загальної і токсичної лужності, величини pH.

5. Дегуміфікація зрошуваних грунтів має місце при розвитку ерозійних, лужних та солонцевих процесів, за відсутності у сівозмінах багаторічних бобових трав та низьких (менше 7-9 т/га сівозмінної площі) дозах органічних добрив. Зміна якісного складу гумусу має місце при осолонцюванні грунтів й проявляється у збільшенні вмісту фульвокислот та звуженні співвідношення Сгк:Сфк.

6. Агрофізична деградація зрошуваних грунтів проявляється у їх знеструктуренні й ущільненні, розвитку злитизацїї.

7. Перетворення мінеральної компоненти ґрунтів при зрошенні проявляється у збільшенні гідрофільності й підвищенні дисперсності, трансформації найменш стійких мінералів смектитів, що призводить до зменшення їх вмісту й збільшення частки змішано-шаруватих мінералів.

8. Техногенне забруднення – накопичення у водах (зрошувальних, ґрунтових та дренажних), ґрунтах та сільськогосподарських рослинах важких металів, фтору та інших забруднюючих речовин. Воно має локальне розповсюдження, в регіонах з високим фоновим рівнем (Донбас) й високою емісією елементів (значні джерела забруднення, приміські зони). На решті площі спостерігається збіднення орних шарів біогенними мікроелементами внаслідок їх біологічного поглинання й вимивання у нижчі горизонти, аж до ґрунтових вод.

9. Біологічні та біохімічні зміни у співвідношеннях різних груп мікроорганізмів, які призводять до прискорення процесів мінералізації органічних речовин і трансформації сполук азоту, накопиченню токсинів.

Масштаби багатьох з перелічених вище деградаційних процесів невідомі, тому що відсутній моніторинг зрошуваних земель.

Виходячи з направленості та інтенсивності розвитку ґрунтових процесів при зрошенні для Оцінки стану зрошуваних земель необхідно використовувати комплекс показників, який включає:

1) якість зрошувальних вод;

2) глибину залягання грунтових вод;

3) мінералізацію грунтових вод;

4) ступінь засолення верхнього метрового шару грунтів та підгрунтя;

5) ступінь солонцюватості грунтів;

6) ступінь підлуження грунтів;

7) ступінь забруднення грунтів фтором, важкими металами та іншими забруднювачами;

8) склад і вміст гумусу;

9) щільність складення й структурно-агрегатний склад грунтів;

10) ступінь прояву негативних екзогенних процесів (підтоплення та заболочування, ерозія та зсуви, гідроморфна трансформація грунтів та підгрунтя, просадки та суфозії).

Параметри показників та оцінку їх в балах наведено в табл. 4.20.

Таблиця 4.20

Показники та критерії оцінки еколого-меліоративного стану зрошуваних земель України

Показпикн

Категорії стану земель та оцінка, в балах

Добрий та задовільний

Задовільний із загрозою погіршений

Незадовільний

Надто

незадовільний

(кризовий)

1,0

5,0

25,0

125,0

Глибина залягання грунтових вод (ГВ) у відношенні до критичної (Нкр), м

> Нкр

= Нкр

<Нкр

-

Мінералізація ГВ, г/л, при глибинах > Нкр (> 5м),

< Нкр (до 5м)

<3.0

<1.0

>3.0

1,0-3.0

3.0-5.0

>5,0

Ступінь засоленості верхнього метрового шару грунту

незасолені

Слабо засолені та незасолені із слідами соди

середньо- засолені

сильно- засолені

Ступінь солонцюватості грунтів

не солонцюваті

слабосолоцюваті

середньо- солонцюваті

сильно- солонцюваті та солонці

Ступінь прояву негативних екзогенних процесів

відсутні

слабкий

середній

сильний і дуже сильний

Треба відмітити, що прийнята в Держводгоспі України система оцінки меліоративного стану зрошуваних земель включає обмежений набір показників. Це, перш за все, якість поливних вод, глибина залягання та мінералізація підгрунтових вод, засоленість та солонцюватість грунтів.

Якість зрошувальних вод

Якість зрошувальних вод оцінюють за ДСТУ 2730-94 "Якість води для зрошення. Агрономічні критерії" і Відомчим нормативним документом ВИД 33-5,5-12-97 "Якість води для зрошення. Екологічні критерії". При цьому виділяють 3 класи придатності води для зрошення:

1-й клас – придатні;

2-й клас – обмежено придатні;

3-й клас – непридатні для зрошення.

Глибина залягання рівня грунтових вод (РГВ)

Оцінюють середню за вегетаційний поливний період глибину залягання грунтових вод: на зрошуваних землях, прилеглих до площ зрошення, а також в зонах впливу масивів зрошення тощо. Враховується РГВ першого від поверхні водоносного горизонту на період досліджень. Середню за поливний період глибину залягання РГВ розглядають відносно до "критичної" глибини (Нкр), тобто такої глибини, при якій утворюється оптимальний водно-повітряний режим для вирощування сільськогосподарських рослин й нема загрози вторинного засолення грунтів. Під Нкр мають на увазі середню за вегетаційно-поливний період глибину залягання РГВ, яку визначають з урахуванням мінералізації грунтових вод, гранулометричного складу грунтів та підгрунтя, характеру грунтового покриву та зволоженості території. Критичні глибини РГВ розроблено для степової зони України гідрогеолого-меліоративними експедиціями Держводгоспу України та ІГіМом за даними узагальнення багаторічного досвіду експлуатації зрошувальних систем. Для оцінки показника використовують режимні спостереження однорічного та багаторічного циклів, а також карти глибин залягання грунтових вод, які складено гідрогеолого-меліоративними експедиціями Держводгоспу, організаціями Держкомгеології України.

Мінералізація підґрунтових вод

Показник оцінюється тільки при глибинах залягання РГВ менше 5 м від поверхні землі. Для оцінки мінералізації грунтових вод використовують існуючу класифікацію Комітету ЮНЕСКО (табл. 4.21).

Визначають за результатами гідрохімічного випробування свердловин режимної мережі та стаціонарів гідрогеологомеліоративної служби Держводгоспу, гідрогеологічної стаціонарної мережі Держкомгеології.

Таблиця 4.21

Класифікація грунтових вод за ступенем мінералізації

Мінералізація, г/л

Найменування класу води

<1,0

Прісні

1.0-3.0

Слабо солоні

3,0-10,0

Середньосолоні (солонуваті)

10,0-35,0

Солоні

>35,0

Розсоли

Ступінь засолення верхнього метрового шару грунтів та підґрунтя

Існуючі класифікації за ступенем засолення грунтів складено з урахуванням реакції сільськогосподарських рослин на вміст солей у грунті. За даними В.А. Ковди, зниження врожайності середньо солестійких культур при слабкому засоленні складає від 5 до 20 %, при середньому – до 20-30 % і при сильному – 30-50 % та вище.

Таблиця 4.22

Класифікація грунтів за ступенем засолення

Вміст солей при різних типах засолення, %

Ступінь засолення

X

СХ

ХС

С

Із підвищеним вмістом гіпсу

Змішаний, з участю соди

<0,05

<0.1

<0.2

<0,3

<1.0

<0.1

Незасолені

0,05-0,15

0,1-0,2

0,2-0,4

0,3-0,4

1,0-1.2

0,1-0,2

Слабозасолені

0,15-0,3

0,2-0,4

0,4 0,6

0,4-0.8

1,2-1.5

0,2-0,3

Середи ьозасол єн і

0.3-0,7

0,4-0,8

0,6-0,9

0,8-1,2

1,5-2,0

0,3-0,5

Сильнозасолені

>0,7

>0,8

>0,9

>1,2

>2,0

>0,5

Дуже сильно засолені

Таблиця 4.23

Тип засолення грунтів

Тип засолення

Умовні

позначення

Співвідношення аніонів (в мг-екв / 100 г грунту)

Хлоридний

X

>2,5

-

-

Сульфатно-хлоридний

СХ

2,5-1

-

-

Хлоридно-сульфатний

ХС

1-0,25

-

-

Сульфатний

С

<0,25

-

-

Содовий

Св

>2,5

-

Хлоридно-содовий

XCg

2,5-1

-

Содово-хлоридний

CgX

-

1-0,25

-

Сульфатно содовий

CCg

-

-

2,5-1

Содово-сульфатний

CgC

-

1-0,25

Співвідношення катіонів (в мг-екв /100 г грунту)

Кальцієвий

К

2,5

-

-

Магнієво-кальцієвий

МК

2,5-1

-

-

Кальцієво-магнієвий

КМ

1-0,25

-

-

Магнієвий

Μ

<0,25

-

-

Натрієвий

Η

-

>2,5

-

Магнієво-натрієвий

ΜΗ

-

2,5-1

Натрієво-магнієвий

нм

-

1-0,25

-

Кальцієво-натрієвий

кн

-

-

2,5-1

Натрієво-кальцієвий

ΗΚ

-

-

1-0,25

За ступенем і характером засолення земель визначають засоленість верхнього метрового шару. Показник оцінюють за результатами сольових зйомок та випробувань, даних сольових і грунтово-сольових стаціонарів, спеціальних досліджень. Тип і ступінь засолення визначають за вмістом легкорозчинних солей у водній витяжці. Ступінь засолення грунтів і підгрунтя (категорія) встановлюють за сумарним вмістом солей з урахуванням типу засолення згідно з таблицею 4.22., а тип засолення грунтів та підгрунтя належить визначати за середньозваженим вмістом іонів згідно з таблицею 4.23.

Ступінь солонцюватості ґрунтів

Осолонцювання – це найбільш розповсюджений процес на зрошуваних землях. Ступінь природної солонцюватості грунтів за вмістом поглинутого натрію оцінюють згідно існуючої класифікації, яку наведено в таблиці 4.24.

Таблиця 4.24

Класифікація грунтів та підгрунтя за ступенем солонцюватості

Вміст натрію від суми поглинутих катіонів, %

Грунти

несолонцюваті

слабо-

солонцюваті

середньо- солонцюваті

сильно- солон

цюваті

Солонці

Високогумусні

<5

5-10

10-15

15-20

>20

Малогумусні

<3

3-5

5-10

10-15

>15

Визначення ступеня вторинної солонцюватості грунту необхідно здійснювати на основі комплексу показників, наведених в таблиці 4.25:

– вмісту увібраних , % від суми катіонів;

– відношення активності натрію до активності кальцію ();

– термодинамічного натрієво-кальцієвого потенціалу, який характеризує процес осолонцювання (pNa-0,5 рСа);

– вмісту карбонатів і активності кальцію (протисолонцююча буферність, табл. 4.26);

– гранулометричного складу грунтів.

Таблиця 4.25

Класифікація грунтів за ступенем вторинної солонцюватості

Ступінь солонцюватості

Буферпість грунтів

Низькобуферні

Середньобуферні

Високобуферні

Важкі ґрунти[1]

Не солонцюваті

<1

<0,5

>1,65

<3

<1

>1,35

<5

<2

>1,05

Слабо-солонцюваті

1-3

0,5-1

1,65-

1,35

3-6

1-3

1,35-

0,87

5-10

2-7

1,05-

0,50

Середньо- солонцюваті

3-6

1-3

1,35-

0,87

6-10

3-7

0,87-

0,50

10-15

7-10

0,50-

0,35

Сильно-солонцюваті

>6

>3

<0,87

>10

>7

<0,50

>15

>10

<0.35

Легкі грунти

Не солонцюваті

<3

<1

>1,35

<5

<2

>1,05

<6

<3

>0,87

Слабо-солонцюваті

3-6

1-3

135-

0,87

5-Ю

2-7

1,05-

0,50

6-12

3-8

0,87-

0,44

Середньо- солонцюваті

6-10

3-7

0,87-

0,50

10-15

7-10

0.50-

0,35

12-16

8-12

0,44-

0,27

Сильно-солонцюваті

>10

>7

<0,50

>15

>10

<0,35

>16

>12

<0,27

Таблиця 4.26

Градація грунтів за протисолонцюючою буферністю

Буферність грунту

Вміст СaСО3,%

Активність іонів кальцію, м- екв/л грунтового розчину

Низько буферні

<2

<6

Середньо буферні

2-10

6-10

Високо буферні

>10

>10

Якщо наведені показники вказують на різні ступені вторинної солонцюватості пріоритет надається вмісту увібраних Na++K+, % від суми катіонів. При цьому на підставі наявних даних припускають, що при слабкому ступені вторинної солонцюватості зниження урожаю складає в середньому до 15-20%, середньому – до 20-30%, сильному – до 40-50 % і вище. Відсутність матеріалів щодо просторової характеристики показника ступеня солонцюватості грунтів не дозволяє на даному етапі виконати його регіональне картографування і скласти відповідну карту. Тому при оцінці еколого-меліоративного стану земель показник враховано тільки в конкретних фіксованих точках за даними окремих стаціонарів з фактичним розвитком солонцюватих грунтів та в точках, де потенційно можливий процес осолонцювання.

Ступінь підлуження грунтів

Зрошення часто викликає зміну лужних характеристик грунтів. Природа підлуження при цьому різноманітна. Це засолення та осолонцювання ґрунтів, надходження соди з підгрунтових вод, поливи лужними водами тощо. Запропоновано градації грунтів за ступенем підлуження та токсичної лужності. Визначені рівні зниження врожайності при різному ступені підлуження: від 15-20% – при слабкому, до 30-50% – при сильному ступені. Розроблено градацію грунтів за ступенем підлуження за комплексом показників (табл. 4.27), які увійшли до діагностичних критеріїв ступеня деградації зрошуваних грунтів.

Таблиця 4.27

Градація грунтів за ступенем підлуження[2]

Назва ґрунтів

Показники

pH

НСО32-

НСО3-Са

pH-pNa

Слаболужні

8,0-8,5

<0,3

4,0-5,0

Середньо лужні

8,5-9,0

0,3-0,9

1,0-2,0

5,0-5,5

Сильно лужні

>9,0

>0,9

>2,0

>5,5

Ступінь забруднення ґрунтів фтором і важкими металами. При зрошенні посилюється міграція важких металів та фтору по профілю грунтів. Ступінь забруднення грунтів важкими металами оцінюють за сумарним показником ступеня забруднення Zc, а також шляхом порівняння фактичного їх вмісту з фоновим та гранично допустимими концентраціями. Вміст водорозчинного фтору оцінюють за градацією, представленою в таблиці 4.28.

Таблиця 4.28

Градація зрошуваних грунтів за вмістом водорозчинного фтору[3]

Вміст водорозчинного фтору, мг/кг ґрунту

Рівень вмісту фтору

<3

Низький

3-6

Середній

6-9

Високий

10

ГДК

>10

Забруднений ґрунт

Вміст і склад гумусу

За даними деяких дослідників (С.А. Балюка та ін.) зрошення викликає в одних випадках безперервне зниження вмісту гумусу, в інших – залишається без змін або збільшується. Пропонується за гранично допустиму норму зменшення вмісту гумусу вважати 20 % від його вмісту у вихідних грунтах (до початку зрошення або на незрошуваних грунтах) й відносити ці грунти до сильнодеградованих.

Зміна агрофізичних властивостей

При зрошенні в більшості випадків спостерігається зміна агрофізичних властивостей. При цьому орний шар зрошуваних грунтів стає більш щільним, брилистим, його шпаруватість і водопроникність зменшується. Як показник зміни агрофізичних властивостей зрошуваних грунтів доцільно використовувати структурно-агрегатний склад (вміст повітряно-сухих та водостійких агрегатів) і щільність складення орного шару.

Ступінь прояву негативних екзогенних процесів

Ступінь прояву або ураженості території негативними екзогенними (геологічними та техногенними) процесами оцінюють за коефіцієнтом просторової ураженості n), який відображує частину площі, яку охоплює той чи інший процес в межах досліджуваної території (регіонально-типової області або окремої її частини). Коефіцієнт просторової ураженості розраховується за формулою:

де:

– коефіцієнт просторової ураженості;

площа, яка охоплена тім чи іншим процесом;

F – загальна площа території, яка оцінюється.

Серед регіонально розвинутих екзогенних процесів переважають процеси підтоплення та заболочування, площинної та лінійної ерозії, активізації зсувів, суфозійного карсту, просадок та гідроморфної трансформації грунтів (подоутворення). Класифікація території за ступенем ураженості тим чи іншим негативним екзогенним процесом наведена в таблиці 4.29.

Таблиця 4.29

Класифікація території за ступенем ураженості негативними екзогенними процесами

Значення коефіцієнта просторової ураженості – Кп

Ступінь ураженості території (категорія)

0<Кп<0,01

Процеси відсутні

0,01<Кп<0,1

Слабкий

0,1<Кп<0,35

Середній

0,35<Кп<0,5

Сильний

Кп>0,5

Дуже сильний (кризовий)

Ступінь ураженості території декількома процесами оцінюють для кожного з них з урахуванням масштабу картографування. Разом з переліченими вище показниками він покладений в основу оцінки еколого-меліоративного стану степової зони України. Як показали численні дослідження, ступінь змін властивостей зрошуваних грунтів може бути різним: від слабкого, який практично не впливає на функціонування грунтів і врожай рослин, до сильного, що змінює грунтові властивості й режими та різко знижує врожай. Усе це робить нагальною розробку діагностичних критеріїв деградації зрошуваних грунтів. При цьому за критерій визначення ступеня деградації того чи іншого параметра необхідно прийняти зниження врожайності культур та розроблені градації ступеня вираженості того чи іншого процесу.

Діагностичні критерії ступеня деградації зрошуваних грунтів наведено в таблиці 4.30.

Таблиця 4.30

Діагностичні критерії деградації зрошуваних грунтів

№ п.п.

Показники

Не деградований грунт

Ступінь деградації

Слабкий

Середній

Сильний

1

Засоленість грунтів, вміст солей (див. табл. 4.22)

Незасолені

Слабо- засолсні

Середньо- засолені

Сильно- засолені

2

Осолонцювання грунтів

(див. табл. 4.24)

Несолонцюваті

Слабо- солонцюваті

Середньо- солонцюваті

Сильно- солонцюваті

3

Підлуження ґрунтів (див. табл. 4.27)

Немає

Слабо- лужні

Середньо- лужні

Сильно- лужні

4

Гумусний стан грунтів. Зменшення вмісту гумусу, % від початкового

Немає

до 5

5-20

>20

5

Агрофізичний стан грунтів

Структурно-агрегатний склад. %,

6

повітряно-сухі агрегати (0.25-10,0 мм)

>70

60-70

40-60

<40

7

водостійкі агрегати (>0,25 мм)

35-45

25-35

<25

8

Рівноважна щільність, г/см3

9

важкі грунти

<1,3

1,3-1,4

1,4-1,6

>1,6

10

легкі грунти

<1,3

1,3-1,5

1,5-1,6

>1,6

11

Техногенне та сільськогосподарське забруднення

12

Сумарний показник ступеня забруднення грунтів важкими металами (Zc)

<16

16-32

32-128

>128

13

Зміст водорозчинного фтору, мг/кг грунту

<6

6-10

10-20

>20

Оцінку кожного з показників здійснюють за чотирма градаціями:

1) не деградований грунт (добрий стан);

2) слабкий ступінь деградації (задовільний стан, грунти із слабким класифікаційно значущим ступенем вираженості того чи іншого деградаційного процесу);

3) середній ступінь деградації (незадовільний стан, грунти із середнім ступенем деградаційного процесу);

4) сильний ступінь деградації (кризовий стан, грунти із сильним ступенем деградаційних процесів).

Перелік процесів і показників грунтово-екологічного стану зрошуваних земель і методів їх визначення наведені в табл. 4.31.

Таблиця 4.31

Перелік процесів, показників і методів їх визначення

п.п.

Процеси, показники

Методи визначення

1

Засолення грунтів. Вміст солей в грунті (СОз, НСО3, Сl, SO4, Са, Mg, Na, К, pH)

ГОСТ 26428-85 "Почвы. Методы определения катионноанионного состава водной вытяжки";

ГОСТ 26423-85 "Методы определения pH и плотного остатка водной вытяжки";

ГОСТ 26424-85 "Почвы. Методы определения ионов карбонатов и бикарбонатов в водной вытяжке",

ГОСТ 26425-85 "Почвы. Методы определения иона хлорида в водной вытяжке";

ГОСТ 26426-85 "Почвы. Методы определения иона сульфата в водной вытяжке";

ГОСТ 26427-85 "Почвы. Методы определения натрия и калия в водной вытяжке";

2

Солонцюватість ґрунтів. Вміст обмінних натрію, калію, кальцію та магнію

ГОСТ 26428-85 "Почвы Методы определения кальция и магния в волной вытяжке"

ГОСТ 26950-86. "Почвы. Методы определения обменного натрия";

ГОСТ 26487-85. "Почвы. Определение обменного кальция и обменного (подвижного) магния методом ЦИНАО";

ГОСТ 26210-84. "Почвы. Определение обменною калия"

3

Активність іонів Н, Са і Na в зрошувальних водах та грунтах

Потенціомсфичні методи визначення активності іонів водню, нафію та кальцію в зрошувальних водах та фунтах. Київ, 1997

4

Вміст гумусу в фунтах

ГОСТ 26213-91. "Почвы. Методы определения органического вещества"

5

Агрофізичні властивості. Щільність складення. Структурно-агрегатний склад

Метод режущего кольца (Вадюнина А.Ф., Корчагина З.А., 1973). Сухое. и мокрое просеивание методом Саввинова (Методическое руководство, 1969)

6

Забруднення фунтів. Вміст важких металів і фтору

Инсфукция по определению тяжелых металлов и фтора химическими методами в почвах, растениях и водах при изучении загрязненности окружающей среды. М.: Гbдрометеоиздат, 1978

7

Якість іригаційних вод

ДСТУ 2730-94. "Якість природної води для зрошення Агрономічні критерії." ВYД 33-5.5-02-97. Якість води для зрошення. Екологічні критерії

8

Критична глибина фунтових вол

Оценка гидрогеолого-мелиоративного состояния орошаемых земель. К.: Урожай, 1991

Завдання оцінки грунтово-меліоративного стану зрошуваних земель реалізується шляхом:

– проведення щорічного грунтово-меліоративного контролю зрошуваних і прилеглих до них земель;

– створення ділянок для тривалого стаціонарного нагляду за динамікою властивостей зрошуваних ґрунтів;

– порівняльних аналітичних досліджень на ключах-аналогах;

– періодичних грунтово-меліоративних зйомок зрошуваних і прилеглих земель (ВБН 33-5.5-01-97 "Організація і ведення еколого-меліоративного моніторингу". Ч. 1 – Зрошувані землі). Оцінку еколого-меліоративного стану території виконують згідно запропонованого комплексу показників (табл. 4.20), які відображують загальні закономірності зміни еколого-меліоративного стану освоюваних масивів (зрошуваних та прилеглих до них земель). Оцінку здійснюють на конкретний період часу за середнім балом у відповідності з оціночними шкалами (критеріями) зміни показників. Середній бал визначається як середнє арифметичне суми оціночних показників. Це дозволить коректно виконати оцінку при неоднаковій кількості показників у різних точках, а також при недостатній для оцінювання показників інформації. Залежно від значень середнього балу запропоновано комплексну оцінку еколого-меліоративного стану земель. Балом 0,3-1,0 (до 1,0) оцінюють явно добрий або задовільний еколого-меліоративний стан, який не потребує при збереженні існуючого рівня експлуатації і навантажень застосування додаткових заходів. Потрібний лише вибірковий щорічний контроль. Задовільний із небезпекою погіршення стан оцінюють значенням середнього балу від 1,0 до 5,0. Без застосування додаткових агромеліоративних заходів у найближчі 3-5 років він неминуче погіршиться; потрібне випереджаюче планування заходів, щоб не допустити переходу земель в незадовільний стан. Бал 5-10 характеризує незадовільний стан, який потребує безвідкладного використання агромеліоративних заходів, у тому числі й зміни технологій зрошуваного землеробства. При значенні середнього балу більше 10,0 без корінної меліорації земель їх експлуатація недоцільна, площі повинні виключатися з інтенсивного сільськогосподарського обігу. В залежності від того, які показники стають причиною незадовільного або задовільного з небезпекою погіршення стану, намічають конкретні агромеліоративні або природоохоронні заходи, визначають їх зміст, об'єм, черговість та терміни вводу. Оцінку виконують на основі загального природно- меліоративного районування.

При проведенні оцінки еколого-меліоративного стану, як джерела інформації, були використані польові, фондові та архівні матеріали й звітна документація різноманітних відомств (в основному Держкомгеології та Держводгоспу) у відповідності з нормативними документами. Площі з близьким заляганням РГВ характерні для заплав річок, низьких надзаплавних терас, узбережних зон морів та лиманів, окремих ділянок зрошуваних масивів як вододільного (Інгулецька зрошувальна система Миколаївської області, Явкінська зрошувальна система Одеської області), так і терасового типу.

За мінералізацією грунтових вод спостерігається закономірне її зниження з півдня на північ від 5-10 і більше до 1 г/л й менше. Більш високі значення мінералізації характерні для вододільних просторів, низькі (до 1-3 г/л) у заплавах річок. Високомінералізовані води віднесені до Присивашської зони, приморських зон тощо. Розподіл площ за глибиною залягання РГВ на зрошуваних землях України такий:

– менше 1 м – 0,2 %;

– 1-2 м-3-4%;

– 2-3 м-10-12%;

– 3-5 м-15%;

– більше 5м – 70% від загальної площі зрошення.

за мінералізацією грунтових вод:

– менше 1,1 г/л-25-28%,

– 1,1-3 г/л-30-32%;

– більше 3 г/л – 30-33 %.

Аналіз існуючого матеріалу свідчить, що в основному засолені грунти, приурочені до морських терас, дельт, заплав та низових терас річок, а також до днищ великих балок, найчастіше за все мають генетичне походження. Основні площі середньо- та сильнозасолених ґрунтів в Одеській, Херсонській, Запорізькій і Донецькій областях та Автономній Республіці Крим розташовані в приморській зоні в межах морських терас. Вони зустрічаються між оз. Сасик та Алібей, між Хаджибейським та Куяльницьким лиманами, вздовж Каркинітської затоки, Молочного лиману, Феодосійської затоки та ін. В Дніпропетровській, Запорізькій та Луганській областях такі грунти приурочені до заплав великих річок, таких як Орель, Самара, Сіверський Донець, а також до їх приток (pp. Бик, Янчул, Гайчур, Деркул, Айдар, Євсуг та ін.). Найменшу засоленість мають заплави річок Південного Бугу та його притоків, Темгула, Великого Куяльника, Інгула та Інгульця. Основна ж частина грунтів заплав річок та низьких терас степової зони України мають слабкий ступінь засоленості. На зрошуваних масивах Одеської та Миколаївської областей на захід від Південного Бугу, де для зрошення використовували води завищеної мінералізації (зрошення на місцевому стоці), спостерігаються площі слабкого засолення. В Херсонській області, в районах Інгулецького, Краснознам'янського та Каховського каналів розповсюджені незасолені ґрунти зі слідами соди. Кількість сильно- та середньозасолених ґрунтів на масивах зрошення обмежена й зустрічається у вигляді окремих плям. Таким чином, процеси вторинного засолення мають обмежений розвиток. У цілому на зрошуваних землях України площі зі слабким ступенем засолення становлять 6-8%, з середнім – 1-2% та сильним – 0,5- 1,0 %. Оцінку еколого-меліоративного стану земель виконували фахівці ННЦ "ІГА ім. О.Н. Соколовського" на основі загального природно-меліоративного районування території з використанням звуженого комплексу показників для дрібномасштабного картографування, критеріїв та методики, розробленої ІГіМом. При оцінці до складу гідрогеологічних показників входили: глибина залягання РГВ у відношенні до критичної, мінералізація грунтових вод; інженерно-геологічних – ступінь ураженості території екзогенними процесами (гідроморфна трансформація грунтів та подоутворення, ерозійний розмив та денудація, підтоплення та заболочування, просадка та суфозійний карст); грунтово- меліоративних – засоленість грунтів та підгрунтя верхнього метрового шару, ступінь осолонцювання (в окремих точках). Оцінку виконували з використанням бальної шкали з градаціями показників за середнім балом (Бср ) комплексу показників. Якщо при крупно- та середньомасштабних (1:200 000, 1:250 000 та більші) дослідженнях детальність оцінки передбачала визначення п'яти категорій стану (добрий, задовільний, задовільний із небезпекою погіршення, незадовільний та вкрай незадовільний), то при дрібномасштабних (1:200 000-1:750 000 та менше) граничні градації об'єднували з визначенням трьох категорій еколого-меліоративного стану: добрий (Бср до 1,0), задовільний (Бср.=1,0-5,0) та незадовільний (Бср більше 5,0).

У регіональному плані ділянки з негативним еколого- меліоративним станом земель приурочені до заплав річок, схилів річкових долин та балок, низьких надзаплавних терас, прибережних та приканальних зон, подів та мікрозападин, а також до зрошуваних земель. Негативний стан земель у межах заплав річок півдня України обумовлений, головним чином, засоленням грунтів (південно-західна приморська частина Одеської області, ліві притоки Сіверського Донця у Луганській області, лівобережна частина Дніпропетровської області, заплави річок Орель, Самара, Вовча). На окремих площах незадовільний стан викликано дуже близьким заляганням грунтових вод, підтопленням або заболочуванням земель. У Присивашші до цих показників додається ще й солонцюватість грунтів, а також висока мінералізація ґрунтових вод. На окремих ділянках заплав річок (Донецька область) відмічені активні процеси карстоутворення (відкрита форма карсту). В межах крутих схилів річкових долин та балок незадовільний стан земель обумовлено інтенсивним розвитком площинної ерозії, яроутворення, зсувів та обвалів. На півдні Одеської та Миколаївської областей на деяких ділянках при практично суцільному розповсюдженні зрошуваних земель незадовільний стан викликано активно діючими карстовими процесами на схилах, рідше суфозією. Інтенсивно ці процеси розвинуті вздовж Каховського водосховища в межах Херсонської області. Місцями, переважно у Миколаївській області та в Криму незадовільний стан земель на схилах пов'язаний з розвитком в їх межах середньозасолених грунтів (на ущільнених глинах). На вододільних просторах ділянки з незадовільним еколого-меліоративним станом приурочені, головним чином, до зрошуваних площ, як наслідок підйому РГВ вище критичних позначок та підтоплення території (Миколаївська, Дніпропетровська, рідше – Одеська області, Крим). Інколи ці процеси посилюються високою мінералізацією грунтових вод. В межах південної частини Дунай-Дністровського межиріччя (Одеська область), в Херсонській, рідше в Запорізькій областях причиною незадовільного стану земель є просадки лесових грунтів на зрошуваних площах. В окремих районах Херсонської, Дніпропетровської, Луганської областей та Автономної Республіки Крим активного розвитку набувають суфозійно-карстові процеси та процеси гідроморфної трансформації грунтів. В межах Херсонської області райони незадовільного еколого-меліоративного стану нерідко приурочені до подів (як давніх, так і новоутворених), де проходить гідроморфна трансформація грунтів та лесових порід. Значна частина як зрошуваних, так і прилеглих до них богарних земель, які зазнають впливу іригації, характеризується задовільним станом. Найбільше таких земель у Дніпропетровській, Херсонській, Миколаївській та Одеській областях. У межах заплав річок та днищ балок такий стан викликано як неглибоким заляганням грунтових вод (практично повсюдно), так і слабким засоленням ґрунтів (межиріччя Дунай- Дністер, Крим, південь Запорізької області, лівобережна частина Дніпропетровської області, заплави майже всіх річок Донецької та Луганської областей). У межах терасових та вододільних рівнин півдня України незадовільний еколого-меліоративний стан обумовлено переважно розвитком зсувних процесів (північно-західна частина Одеської області), площинного змиву Грунтів та підгрунтя (схили балок, річкових долин та крупних подів), підвищеною мінералізацією ГВ (Миколаївська, Херсонська, Запорізька області), подоутворенням (Херсонська, в меншій мірі Одеська та Миколаївська області). Рідше небезпека погіршення стану викликана розвитком негативних процесів (карсту, суфозії, просадки, еолових процесів тощо), засоленням та солонцюватістю грунтів.

За даними Держводгоспу, загальна площа осушених земель становить 3 млн. 120 тис. га. Безпосередньо в складі сільгоспугідь – 2 млн. 955 тис. га. Проте близько 800 тис. га осушених земель не освоєно і використовується неефективно: як сінокоси і пасовища з урожайністю сіна не вище 15-20 ц/га. Коефіцієнт використання багатьох масивів осушених земель знизився до 0,4-0,7 і продовжує падати. Це обумовлено не тільки загальною економічною кризою, але й виходом із ладу дренажних систем через відсутність коштів на їх своєчасний технічний ремонт і реконструкцію. Низька ефективність використання осушених земель спричинена також деградацією грунтового покриву на осушених і деякій частині прилеглих до них земель, яка набула в останні роки широкого розвитку.

Наведені в таблицях 4.32 і 4.33 критерії та нормативи агроекологічного стану осушених земель вимагають постійного удосконалення, а деякі параметри – нових розробок. Наприклад, на сьогодні залишаються невизначеними оцінки рівня забрудненості грунтів важкими металами, пестицидами, ерозійної піддатливості осушених грунтів тощо. Шляхом узагальнення літературних джерел і результатів багаторічних досліджень ННЦ "Інститут грунтознавства та агрохімії ім. О.Н. Соколовського" та інших закладів встановлені основні види можливих деградацій осушених земель, що призводять до виникнення кризових екологічних ситуацій, а саме:

1) дегуміфікація мінеральних грунтів;

2) спрацювання осушених торфовищ;

3) виробка торфових покладів без їх рекультивації та торфові пожежі;

4) переосушення;

5) хімічна деградація (озалізнення, окарбоначення, засолення, алюмінізація, підкислення та підлуження тощо);

6) вторинне заболочування;

7) вітрова і водна ерозії на осушених землях;

8) надмірне ущільнення верхніх горизонтів ґрунту;

9) забруднення грунтів важкими металами і залишками пестицидів;

10) радіонуклідне забруднення грунтів.

Виходячи з названих видів деградації, наведено перелік окремих критеріїв, що використовуються для оцінки агроекологічної ситуації на осушених землях (табл. 4.32). При цьому чітко розрізняють дві генетично відмінні групи осушених земель: мінеральні (заболочені глейові) і органогенні (торфові).

Таблиця 4.32

Критерії оцінки агроекологічного стану осушених земель

Види деградації

Критерії (показники) оцінки

Ущільненість грунту

Об'ємна маса ґрунту та його шпаруватість.

Заболоченість та переосушення земель

Рівень залягання підґрунтових вод; строки відведення гравітаційних вод із верхнього 0-50 см шару ґрунту і початок весняних польових робіт на осушеному полі; вологість грунту, поява болотних рослин чи ксерофітів.

Дегуміфікованість ґрунту

Запаси гумусу у верхньому 0-50 см шарі мінерального ґрунту, відхилення від норми.

Спрацювання осушених торфовищ

Осідання торфовища; відношення втрат органічних речовин з торфового покладу до накопичення перегною у верхньому 0- 50 см шарі ґрунту. Запаси сполук заліза і карбонатів у верхньому 0-50 см шарі ґрунту.

Засоленість ірунтів

Запаси токсичних солей у верхньому 0-30 см шарі ґрунту в період випітного режиму.

Декальцинація і кислотність ґрунтів

Форми кислотності; pH-буферна ємність; вапняний потенціал.

Хімічне забруднення

Вміст нітратів, фтору, міді, кадмію, цинку, свинцю, токсичної органіки тощо.

Радіонуклідне

забруднення

Щільність радіації; накопичення цезію, стронцію і інших радіонуклідів.

Виробленість торфового покладу

Глибина залишкового (після виробітку) торфу; наявність траншей (в % від відведеної для виробітку площі).

Еродованість ґрунту

Щорічні втрати дрібнозему і торфозему через розвиток ерозійних процесів.

Якщо переважна частина мінеральних земель зазнає менш відчутного негативного впливу на їх стан від проведення дренажних робіт, то торфові землі належать до екологічно дуже вразливих і процеси їх деградації залежно від режиму водорегулювання і напряму використання можуть розвиватись досить інтенсивно. Критерії оцінки агроекологічного стану осушених земель базуються як на окремих, так і на комплексних (інтегральних) показниках складу та властивостей грунтів, що формують той чи інший "малюнок" грунтового покриву.

Для визначення сприятливих, передкризових і кризових агроекологічних ситуацій на осушених землях проведено групування (класифікація) кількісних показників за ступенем їх вираженості (табл. 4.33). В основу групування покладені узагальнені дані фондових і літературних джерел та багаторічні результати експериментальних досліджень ННЦ "ІГА ім. О.Н. Соколовського" НААН України та інших наукових і навчальних закладів з морфології, агрофізичних та агрохімічних характеристик цілинних і осушених грунтів різного генезису та рівня продуктивності.

Передкризовий агроекологічний стан осушених земель оцінюється за трьома категоріями: слабо-, середньо- та сильновиражений з відповідними рівнями деградованості (табл. 4.33). Наведені нормативи пропонуються для використання в службах моніторингу, при передачі земель у приватну власність, оренду тощо. Наведена градація критеріїв є фактично нормативною базою для об'єктивної оцінки агроекологічної ситуації на осушених землях, яка вчасно інформує про необхідність запровадження профілактичних, оперативних (тактичних) та перспективних заходів щодо усунення деградаційних явищ, відтворення родючості осушених земель та їх раціонального використання.

Таблиця 4.33

Нормативна оцінка агроекологічного стану осушених земель

Деградація

Оціночні критерії, показники, одиниці виміру

Нормативи оцінки етапу

Групи

Види

сприятливого j

передкризового

кризового

слабо вираженого j

середньо вираженого j

сильно вираженого j

Механічна

Вітрова і водна ерозія

Зменшення глибини гумусових (торфових) горизонтів, в % від вихідної

<10

10-20

20-40

40-60

>60

Ущільнення мінеральних грунтів

Об'ємна маса, г/см2 для суглинкових грунтів

<1,2

1,2-1,3

1,3-1,4

1,4-1,5

>1,5

для супіщаних і піщаних грунтів

<1,5

1,5-1,6

1.6-1.7

1,7-1,9

>1.9

Загальна шпаруватість

>55

55-50

1 50-45

45-40

<40

Осадка торфовищ

Зменшеїгня глибини торфового покладу, см/рік

<0,1

0,1-0,5

0,5-1,0

1,0-5,0

>5

Біохімічна

Дегуміфікація мінеральних грунтів

Щорічне зменшення вмісту гумусу, %

<0,2

0,2-0,5

0,5-0,7

0,7-1,0

>1,0

>20

Втрати органічних речовин через мінералізацію торфу, т/га, в середньому за рік

<3,0

3-7

7-12

12-20

Спрацювання торфовищ

Накопичення (вихід) перегнійних речовин в 0-50 см шарі на 1 тонну мінералізованого (втраченого) торфу, кг/га

>400

400-300

300-200

200-100

<100

Хімічна

Озалізнення торфових грунтів

Вміст валових сполук заліза (Те2O3),%

<4

4-8

8-15

15-30

>30

Окарбоначення

Вміст карбонатів кальцію (СаСО3), %

<10

10-15

15-30

30-40

>40

Декальцинація і підкислення

Вапняний потенціал (рН-0,5рСа), одиниць

<4.5

4,5-3,5

3,5-3,0

3,0-2,5

>2,5

Забруднення торфових грунтів міддю

Вміст міді, %

<10

10-20

20-30

30-40

>40

Радіологічна

Забруднення радіонуклідами мінеральних грунтів

Щільність забруднення, Кі/кмг

<0,4

0,4-1,0

1,0-5,0

5.0-15

>15

торфових грунтів

<0.2 1 0,2-0,5

0,5-1,0

0,1-5,0

>5,0

Гідрологічна (торфові грунти )

Вторинне заболочення осушених земель

Рівень залягання підгрунтових вод: в середньому за рік, см

>70

60-70

50-60

40-50

<40

у весняний період, см

>45

45-35

35-30

30-20

<20

Переосушення (аридизація) земель

Рівень залягання підгрунтових вод в середньому за рік, см

<100

00-120І

120-140

40-150

>150

Будівництво осушувальних, а в даний час – осушувально- зволожувальних систем є високо енерго- і ресурсозатратним засобом покращення екологічного стану гігроморфних земель. Саме тому кожний конкретний проект гідротехнічної меліорації вимагає всебічного еколого-економічного обгрунтування. У цьому відношенні критеріям якості заболочених і болотних земель, рівню їх потенційної родючості належить провідне значення. Окупність затрат на меліорацію потенційно родючих земель у 3-4 рази вище, ніж на меліорацію земель низьких категорій якості (наприклад, лучних та лучно-болотних, солонцевих комплексів, перехідних і верхових торфовищ, зв'язнопіщаних та важкоглинистих глейових грунтів тощо). Стрибкоподібне зниження ефективності гідромеліорації якраз почалось з того часу, коли вичерпався фонд гідроморфних земель високих категорій якості і меліорація поширилась на землі низьких категорій. У даний час через це виникла навіть потреба в так званій ренатуралізації осушених земель низьких категорій якості і трансформації їх в землі іншого, більш раціонального використання та природоохоронні об'єкти.

Кризові ситуації на осушених землях створюються в результаті спрацювання торфовищ, дренування зв'язнопіщаних глеюватих ґрунтів, верхових і перехідних торфовищ, засолених заплавних земель і солонцевих комплексів, сильно озалізнених і карбонатних ґрунтів, забруднення ґрунтів важкими металами, залишками агрохімікатів, радіонуклідами, виникнення торфових пожеж і безсистемної виробки торфовищ. Осушені землі з кризовим агроекологічним станом мають місце майже у всіх регіонах їх поширення. Це землі радіоактивного забруднення, вироблених торфовищ і торфових згарищ, сильного озалізнення і окарбоначення осушених земель, переосушених та спрацьованих торфовищ, виходи на поверхню безплідної мінеральної породи, вторинного засолення осушених ґрунтів. Серед різних видів кризових ситуацій на осушених землях є види, які характерні тільки для певного геохімічного регіону (засолення, наприклад, для Лівобережного Лісостепу, алюмінізація для поверхнево оглеєних грунтів Прикарпаття і Закарпаття тощо) і види, які можуть мати місце у всіх без виключення природних регіонах осушених земель (наприклад, дегуміфікація грунтів, спрацювання торфовищ тощо). Значна частина осушених земель (до 10%) зазнала радіонуклідного забруднення. Площа вироблених торфовищ досягла 105 тис. га. Це непридатні для сільськогосподарського виробництва землі, які вимагають відповідної рекультивації та вибору напряму використання. Кризові ситуації мають місце в результаті знімання верхнього гумусового шару під час культуртехнічних робіт, що призводить до різко вираженої гетерогенності грунтового покриву (поява на поверхні світлих малопродуктивних плям грунтотворної породи).

За даними Держводгоспу України із всієї площі осушених земель в доброму меліоративному стані знаходиться 61,1%, задовільному – 32,9% і незадовільному – 6,0%. Ці дані не враховують всіх показників, які характеризують агроекологічний стан осушених земель, зокрема їх біопродуктивність і різні види грунтової деградації. Відповідно до категорій якості осушених земель визначається першочерговість їх реконструкції і модернізації (удосконалення систем водорегулювання), а також вибір характеру сільськогосподарського використання.

  • [1] Примітка: Важкі грунти – важкосуглинкові і лепсоглинисті; легкі – легкі і середні суглинки.
  • [2] За даними Балюка С.А., 2001
  • [3] Шар грунту – 30 см.
 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Банківська справа
БЖД
Бухоблік та Аудит
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Менеджмент
Нерухомість
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
РПС
Соціологія
Статистика
Страхова справа
Техніка
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси