Розділ 3. Методика еколого-агрохімічних досліджень

Агрохімічні дослідження стосуються питань відтворення родючості ґрунтів, високоефективного використання мінеральних, органічних добрив, мікроелементів на фоні інших засобів хімізації, вивчення агрохімічної, економічної, енергетичної й екологічної ефективності добрив, їх фізико-хімічних та агрохімічних властивостей, організації системи хімізації галузей АПК та управління агроценозами.[6]

Проведеними дослідженнями встановлено, що негативний вплив добрив на навколишнє середовище, у т.ч. і на ґрунт, простежується найчастіше в результаті порушень технології їхнього зберігання, транспортування й внесення в ґрунт. Виділяють декілька напрямків негативного впливу добрив безпосередньо на навколишнє середовище:

1) потрапляння залишків добрив із поверхневими й ґрунтовими водами у водоймища;

2) викиди азоту в атмосферу, що негативно впливає на мікроклімат і озоновий екран;

3) погіршення балансу й кругообігу поживних речовин і, відповідно, родючості ґрунту;

4) порушення в технології внесення добрив, що впливає на родючість ґрунту й сприяє геохімічній міграції їхніх складових. Установлені також можливі напрямки впливу добрив на властивості ґрунтів і їхню родючість: забруднення баластними речовинами; підкислення або під луження ґрунтового розчину; поліпшення або погіршення агрохімічних і фізичних властивостей; вплив на обмінне вбирання іонів; сприяння або перешкода хімічному поглинанню катіонів; мінералізація або синтез гумусу; підкислення або послаблення дії інших поживних речовин, тобто вплив на їхнє вбирання й метаболізм.

Таким чином, добрива, залежно від їхнього виду (органічні чи мінеральні), а також хімічних і фізичних властивостей ґрунтів можуть погіршувати або поліпшувати їхню ефективну родючість. Одним із найбільш широко відомих прикладів позитивного впливу добрив на родючість ґрунтів є підвищення вмісту в орному шарі ґрунтів рухомих форм т.зв. «залишкових» фосфатів добрив. У зв'язку з позитивним балансом фосфору протягом 1980- 1990 рр. в орному шарі ґрунтів у середньому нагромадилося 3-3,5 мг Р₂0₅ на 100 г ґрунту, або 90-100 кг Р₂0₅ на 1 гектар. Ці фосфати знаходяться в більш рухомих і доступних формах для використання, ніж їхні природні аналоги.

Значний вплив на ґрунти й навколишнє середовище зумовлюється застосуванням азотних добрив унаслідок їхньої високої здатності до переміщення в ґрунтовому профілі, можливості перетворюватись в газоподібні форми завдяки життєдіяльності мікроорганізмів, а також нагромаджуватися в рослинній продукції у формі нітратних сполук.

Мінеральні добрива (на відміну від органічних), як неспецифічні для ґрунту хімічні речовини, активно взаємодіють із ним й істотно змінюють фізичні, фізико-хімічні показники й властивості. Стійкість ґрунтів до змін залежить від генетичних особливостей, географічного розміщення та кліматичних умов. Серед чинників, які підвищують стійкість ґрунтів до негативного впливу добрив, слід назвати високу ємність вбирання, високий уміст гумусу й фізичної глини, структурний стан ґрунтів; уміст карбонатів кальцію і їхній розподіл по профілю; високий рівень умісту поживних речовин та підвищену біологічну активність ґрунтів.[6]

Найбільш поширеним є звичайне агрохімічне обстеження ґрунтів, методика якого подана в багатьох методичних розробках і навчальних посібниках. Детальне агрохімічне дослідження ґрунту включає відбір змішаних ґрунтових зразків з орного шару, проведення масових аналізів і складання агрохімічних карт. Агрохімічна карта є картою землекористувача з нанесеними на ній контурами, які визначають окремі агрохімічні показники грунтів, передусім уміст азоту, фосфору й калію.

Великомасштабні агрохімічні карти служать основою для наукового обґрунтування розподілу й використання добрив. Агрохімічні карти дають змогу агрономам використовувати дані масових агрохімічних аналізів для визначення необхідності внесення на поля сівозмін певних добрив і коригувати дози цих добрив. Агрохімічні карти складають через кожні чотири-п'ять років на основі ґрунтових карт, які мають господарства. Масштаб агрохімічних карт має відповідати масштабу ґрунтових карт.

Методика відбору зразків. Розмір елементарних ділянок для відбору індивідуальних проб ґрунту, з яких складається змішаний зразок , залежить від виду сільськогосподарських угідь, контурності території, строкатості ґрунтового покриву та розміру земельної ділянки.

Якщо площа земельного відділу менше 10 га, то вона ділиться на три елементарних ділянки. Розміри елементарних ділянок залежать від загальної площі земельного виділу. Такий розрахунок пояснюється тим, що з кожного земельного виділу малої площі потрібно відібрати не менше ніж три змішаних ґрунтових зразків. Це дасть змогу з високою статистичною достовірністю обробляти аналітичну інформацію з використанням програмних засобів.

Відповідно до рекомендованих розмірів на картографічну основу певного масштабу наноситься сітка елементарних ділянок. Конфігурація елементарної ділянки повинна мати форму квадрата або прямокутника зі співвідношенням сторін не більше 2:1. При складній конфігурації полів і неоднорідності ґрунтового покриву, що затрудняють його розбивку на квадрати або в прямокутники, допускається неправильна форма ділянки, наприклад ромбічна, трапецієподібна,трикутна тощо. Однак занадто витягнутих елементарних ділянок слід уникати. Якщо в межах елементарної ділянки є кілька ґрунтових відмін, то змішані зразки відбираються окремо із двох переважаючих за площею відмін. За великої комплексності грунтового покриву змішані зразки відбирають на чітко виражених елементах комплексу. Змішані зразки ґрунту складають з 20 індивідуальних проб, рівномірно відібраних із маршрутної лінії – осі (або діагоналі) елементарної ділянки. Індивідуальні проби відбирають з орного шару ґрунту (0-25).

Не допускається, крім гірських районів, відбирати зразки ґрунту ближче, ніж 30 м від доріг, будівель, лісосмуг, органічних добрив, а також на дні борозен, промоїн тощо. Якщо елементарна ділянка зайнята двома культурами, відбираються два змішані зразки з кожної площі окремо.

Агрохімічне обстеження еродованих ґрунтів, має свої особливості. Площі еродованих ґрунтів характеризуються значною строкатістю за ступенем змитості чи дефляції. Тому потрібні специфічні підходи до визначення площ елементарних ділянок,відбору ґрунтових зразків та оцінки якості земель. [6]

Агрохімічне обстеження еродованих грунтів Полісся проводять у масштабі 1:10 000, Лісостепу й Степу – 1:10 000 і 1:125 000.

На еродованих ґрунтах сітка елементарних ділянок розбивається на картографічній основі із чітким дотриманням контурів еродованих ґрунтів, тобто кожна елементарна ділянка, як правило, розміщується в межах одного контуру того або іншого ступеня еродованості ґрунту. При значній комплексності допускається включати в елементарні ділянки грунт іншого ступеня змитості, якщо його площа становить до 30%.

На силових землях крутизною понад 3⁰ маршрутні лінії прокладаються з 20 індивідуальних проб, відібраних з орного шару (0-25см).

На дерново-підзолистих і чорноземних ґрунтах під час агрохімічного картографування відбір 2- індивідуальних проб, які передбачені діючими зональними інструкціями, може бути недостатнім для отримання репрезентативного змішаного зразка, який би відповідав вимогам щодо точності агрохімічного обстеження ґрунтів. Для отримання репрезентативного змішаного зразка, який би давав змогу працювати з попередньо визначеною відносною похибкою 15%, при визначенні рухомого фосфору й обмінного калію для рівня вірогідності 0,95 необхідно взяти не менше 40 індивідуальних проб. У Чорноземній зоні це не збільшить обсяг роботи, тому що зі збільшенням кількості індивідуальних проб (до 50) мінімальну площу елементарної ділянки можна довести до 25 га.

Польові роботи. Робота в полі включає дві операції: а) розбивання поля (угіддя) на елементарні ділянки; б) відбір змішаних ґрунтових зразків з елементарних ділянок.

У разі великої кількості орієнтирів, поле можна розбити на декілька великих клітинок, які включають низку елементарних ділянок. Якщо орієнтирів мало, то поле розбивають на більш дрібні ділянки, включаючи елементарні. Для цього на межі поля вимірюють відстань, яка дорівнює довжині елементарної ділянки, і встановлюють віхи. Потім на такій же відстані від першої віхи встановлюють другу й т.д. по прямій лінії АВ уздовж межі поля.[5]

У точках А і В лінії АВ за допомогою екера й віх відбивають прямі кути й установлюють віхи на лініях АД і ВС, які йдуть уздовж межі досліджуваного поля перпендикулярно до лінії АВ. Перші віхи на лініях АД і ВС від точок А і В ставлять на відстані, що дорівнює половині ширини елементарної ділянки; інші віхи встановлюють на відстані, яка вже дорівнює ширині різка АД і ВС, проходять маршрутні лінії, якими має йти робітник, відбираючи зразки. Межі елементарних ділянок відмічають візуально по віхах. Для встановлення відстані між точками відбору індивідуальних проб під час складання одного змішаного ґрунтового зразка, необхідно довжину однієї елементарної ділянки, виражену в кроках, розділити на десять. Відбирають зразки ґрунтів, оформляють їх і зберігають за тими ж вимогами, що й для звичайних великомасштабних обстежень.

Складання агрохімічного нарису. В агрохімічних нарисах на основі даних польового щоденника, а також результатів ґрунтового й агрохімічного обстеження подають загальні відомості про господарство, стисло описують природні умови й більш детально - ґрунти господарства та їхню агровиробничу характеристику.

За матеріалами агрохімічного обстеження ґрунтів, структури посівів, наявності органічних і мінеральних добрив та інших організаційно-господарських умов розробляють рекомендації з раціонального використання добрив у господарстві.

Складаючи конкретні рекомендації, вивчають і узагальнюють досвід використання добрив у господарстві, а також на аналогічних ґрунтах у сусідніх господарствах і на найближчих дослідних установах. При встановленні доз добрив використовують дані польових дослідів, що проводяться на полях господарства, у найближчих дослідних станціях і на державних сортових ділянках, які можна розповсюджувати на подібні за агрохімічними ознаками. Результати агрохімічних аналізів ґрунтів служать для приведення середніх доз добрив у відповідність до стану родючості ґрунтів. Агрохімічні карти вмісту рухомих форм поживних речовин дають змогу більш обґрунтовано підходити до диференціального розподілу мінеральних добри по окремих полях і навіть частинах поля й тим самим значно підвищити агротехнічну й економічну ефективність добрив. Дози добрив, які встановлюються дослідним або розрахунковим шляхом, можуть бути згодом уточнені відповідно до загального окультурення й ступеня попереднього вдобрення полів.

У тих випадках, коли ґрунти мають високе забезпечення, норми добрив знижують для більш повного використання природної родючості ґрунтів. Диференціальне використання добрив з урахуванням запасів поживних речовин у ґрунтах дає змогу не тільки підвищити ефективність добрив, але й скоротити затрати на них. [5]

Еколого-агрохімічний паспорт поля, земельної ділянки. Розширення та поглиблення досліджень у системі агрохімічної служби потребують розроблень і впровадження в практику нових форм подання результатів агрохімічного обстеження господарств, які дадуть можливість більш повно використовувати весь комплекс даних для складання планів використання добрив і агрохімічної оцінки грунтів кожного поля або ділянки господарства. Однією з форм подання матеріалів є оперативне узагальнення результатів дослідження з використання ПК. Другим, дуже суттєвим моментом у сучасних еколого-агрохімічних дослідженнях є розширення кількості досліджуваних як агрохімічних, так і екологічних показників, які дають змогу оперативно оцінити екологічну ситуацію на окремих полях і для всього господарства загалом. До таких показників належать деякі агрофізичні та фізико-хімічні показники, уміст мікроелементів, важких металів, радіонуклідів, залишків пестицидів тощо.

У разі традиційних методів подання інформації необхідно було б складати значну кількість картограм, що значно знижує оперативну роботу агрономів із використання даних еколого-агрохімічних досліджень. Тому пропонується прийняти за основу форму подання матеріалів дослідження окремі карти (паспорти) полів, на яких показують не тільки агрохімічні й екологічні характеристики, але й ведуть суворий облік внесення добрив.

Паспорт поля - документ установленого зразка, у якому згруповані природно-господарські характеристики поля (ділянки). Він може служити вихідним документом для складання плану використання добрив, проектно- кошторисної документації із внесення добрив, хімічної меліорації ґрунтів, з обліку доз і сполучень добрив, які використовуються на полі, а також урожайності. [4]

Паспорт поля може мати чотири основні частини - адресну, грунтово- агрохімічну, екологічну й оперативну. В адресній частині подають назву області, району, господарства, номер відділення (бригади) чи угіддя, тип і номер сівозміни, номер поля і його площу в гектарах. Грунтово-агрохімічна частина містить відомості про тип (підтип) ґрунту, гранулометричний склад, ступінь еродованості, фізико-хімічні властивості ґрунту, уміст поживних речовин тощо. Екологічна частина складається з інформації про вміст мікроелементів, важких металів, радіонуклідів, залишків пестицидів тощо. В оперативній частині подаються відомості про внесення добрив і рекомендації з їхнього використання. Оперативна частина може бути подана як розділ в агрохімічному нарисі про господарство. Паспорти полів складають на всі типи угідь і передають у господарства разом із картограмами. Якщо картограми не передають, то на план землевпорядкування наносять номери всіх паспортів. Номер паспорта включає номер поля сівозміни й номер ділянки.

Широке впровадження в практику роботи агрохімічної служби паспортів полів дає змогу не тільки спростити роботу агрономів зі складання планів внесення добрив на кожне поле сівозміни, розраховувати потребу господарств у тих чи інших добривах, але й ураховувати при цьому екологічну ситуацію на кожному полі при вирощуванні екологічно чистої продукції, а також установленні бонітету ґрунтів поля і його вартість в умовах ринкових відносин.