Для сільськогосподарського виробництва, особливо в умовах техногенного навантаження Донецького регіону, характерне послідовне посилення антропогенного тиску на ґрунтовий покрив, що пов’язане, головним чином, з підвищенням рівня використання земельних ресурсів. Деградаційні процеси продовжують зростати у зв’язку з порушенням основних законів природи. Невизначеність у співвідношенні між сільськогосподарськими угіддями, незбалансованість біогеохімічних речовин і енергії в агроландшафтах, недосконалість протиерозійних систем охорони ґрунтів та відсутність агроґрунтового моніторингу зумовлюють не тільки зниження потенційної родючості ґрунтів, але й порушують екологічну стійкість довкілля та знижують продуктивність сільськогосподарського виробництва. Як фізичний процес вітрова ерозія носить вірогідний характер і може проявлятися тільки у випадку поєднання у просторі і часі таких факторів: наявність вітру, ерозійна швидкість вітру, нестійкий стан поверхні ґрунту.

Останнім часом глобальні та регіональні кліматичні зміни призводять до збільшення частоти виникнення критичних проявів: посушливих явищ та суховіїв, підвищення температурного фону, відсутність достатньо тривалого періоду промерзання ґрунту, подовження періодів відсутності опадів та нерівномірній характер їх розподілу, тощо.

Тому перед сільським господарством області стоїть завдання – на основі досягнень науки і передової практики, впровадження ґрунтозахисних систем землеробства, забезпечити охорону і підвищення родючості ґрунтів, відновити екологічну рівновагу в агроландшафтах. У зв’язку з цим необхідно підняти на новий рівень науково-економічну обґрунтованість протиерозійних заходів, розробити систему різних важелів економічного захисту земельних ресурсів. Для цих цілей використовується широкий арсенал засобів: агро-, лісо-, лугомеліоративних і гідротехнічних заходів, їх комплекси та ґрунтозахисні технології.

Лабораторія родючості ґрунтів та ґрунтозахисних технологій
ДП ДГ «Донецьке» Наукового центру «Інститут ґрунтознавства та агрохімії імені О. Н. Соколовського» протягом тривалого часу працює над проблемами деградації ґрунтів регіону, спричиненою процесами вітрової та водної ерозії. Фундаментальними та прикладними дослідженнями напрацьовано ємний матеріал та базу важливих даних, розроблено ряд науково-обґрунтованих заходів, що покладено в основу реалізації Комплексної програми економічного розвитку сільських територій Донецької області на 2018-2020 рр., Національного плану дій щодо боротьби з деградацією земель та опустелюванням (Донецька ОДА) та Регіональної програми підвищення родючості ґрунтів на 2018-2022 рр.

Довготривалі спостереження вказують на суттєвість обґрунтованої організації території сільськогосподарського користування. Для активного захисту ґрунтів від ерозійних процесів важливим є застосування системи контурно-меліоративної організації території. Ефект від впровадження контурно-меліоративного землеробства (КМЗ) полягає у зменшенні сили вітрового потоку в середньому на 15 % (рис 1).

У зоні дії вітрової ерозії ця система землеробства передбачає захист від засікання дрібноземом, руйнування та знищення потоками вітрів сходів сільськогосподарських культур.

Контурно-меліоративне облаштування сільськогосподарських земель сприяє збереженню та накопиченню зимової вологи (рис. 2), зменшенню випаровування вологи з ґрунту з відкритої поверхні, покращує мікроклімат в агроландшафтах (відносна вологість повітря в літній період підвищується на 6-8 % в межах КМЗ), що знижує ризики проявів вітрової ерозії.

Збереження, відновлення та догляд за полезахисними лісосмугами є важливим лісомеліоративним прийомом захисту сільськогосподарських ґрунтів від суховіїв, посухи та пилових бур. Зменшення швидкості вітрового потоку у приземному шарі повітря міжсмугового простору сягає 38 %. Затримання твердих опадів у зоні дії лісосмуг збільшує накопичення зимових опадів на 41 % у порівнянні з відкритою місцевістю. В зоні міжсмугового простору вологозапаси в метровому шарі ґрунту збільшуються на 44-47 %.

Важливою умовою захисту ґрунту від ерозії, збереження та відновлення його родючості є введення у традиційні технології обробітку ґрунту ґрунтозахисних систем з мінімалізацією механічного впливу на ґрунт (mini–till, no–till) із періодичним застосуванням глибокого рихленням (один раз у 7-8 років). Скорочення числа та глибини обробки, заміна глибоких полицевих обробітків мілким та поверхневим, суміщення технологічних операцій та прийомів в одному процесі, рихлення без обертання скиби та збереження пожнивних решток на поверхні надають протидефляційної стійкості ґрунту. Оброблюваний шар набуває дрібногрудкуватого стану зі сприятливою будовою, що має захисні властивості від руйнування водною та вітровою ерозією.

Встановлено, що запаси продуктивної вологи на час відновлення вегетації озимої пшениці за мінімального обробітку вище в порівнянні зі звичайною оранкою (табл. 1).

Таблиця 1 – Запаси продуктивної вологи залежно від обробітку ґрунту під посівами пшениці озимої у період відновлення вегетації

Дефляційна стійкість ґрунту визначається його структурно-агрегатним станом. Ерозійно-стійким є ґрунт з грудкуватістю поверхневого шару понад 60 % (наявність у відсотковому співвідношенні часток розмірами понад 1 мм). В системі сівозміни за мінімальним обробітком у порівнянні з традиційною системою показник грудкуватості знаходиться на високому рівні – 93 %, відповідно збільшується і кількість агрономічно-цінних агрегатів до 69 %. Важливим показником оцінки стійкості ґрунту є кількість агрономічно-цінних структурних агрегатів розміром 10-0,25 мм та коефіцієнт структурності. Аналіз ґрунтових зразків, відібраних перед сівбою кукурудзи на зерно, свідчить про те, що кількість агрономічно-цінних структурних агрегатів у шарі ґрунту 0-10 см за мінімального обробітку на 4 % – 24 % більше порівняно з традиційним. Коефіцієнт структурності 0-30 см шару грунту, який показує на істотну перевагу грунтозахисної технології: найвищий коефіцієнт структурності отримано за мінімальною технологією – 2,15, за традиційною показник знижується до 1,05.

У захисті ґрунтів сільськогосподарського призначення від вітрової та водної ерозії важливим є науково-обґрунтований підхід до організації структури сівозмін, який дозволяє раціонально використовувати орні землі, оптимізовувати водний та поживний режими ґрунту, боротися з шкідниками та хворобами, ефективно знищувати бур’яни. Обґрунтована структура посівних площ в ґрунтозахисних сівозмінах не тільки забезпечує отримання високої продуктивності вирощуваних культур, але й сприяє надійному захисту ґрунту від деградації, особливо на схилових територіях.

В умовах регіону бажано витримувати співвідношення між озимими і яровими в структурі посівів зернових культур 1:1. Однак це може варіювати в залежності від спеціалізації господарства. При складанні зернової сівозміни Степу потрібно виходити з необхідності розташування основних зернових культур після кращих попередників з урахуванням оптимальних строків їх вирощування на тому ж полі протягом ротації. Для отримання високих врожаїв та якості зерна озимої пшениці її необхідно розташовувати після кращих попередників (чорний пар та після культур які рано звільнюють поле і залишають достатню кількість вологи в ґрунті).

Парове поле для Північного Степу позитивно впливає на баланс вологи та фітосанітарний стан сівозміни і структури посіву в цілому.

Кукурудза на зерно – менш вимоглива до попередників, але більш високі врожаї отримуємо після парової озимої пшениці, також кращим попередником в умовах Північного Степу є зернобобові; задовільними – ранні зернові, кукурудза, а при достатній кількості вологи в 0-150 см шарі ґрунту в весняний період – соняшник.

Тривалість беззмінного вирощування кукурудзи на зерно залежить перш за все від ґрунтово-кліматичних умов, культури землеробства і може коливатися до 3-х років.

Ячмінь – краще розташовувати після озимої пшениці, сорго, просо та кукурудзи. Якщо до весни в ґрунті накопичується більше вологи, негативний вплив таких попередників як соняшник не спостерігається, при цьому необхідно вносити в ґрунту достатню кількість добрив.

Соняшник – дуже вимогливий до попередників, найкращим є озима пшениця, кукурудза і зернобобові культури. Для соняшника дуже важливе значення має достатня зволоженість ґрунту в 0-150 см шарі. Це особливо важливе для районів з недостатньою кількістю опадів в другій половині вегетаційного періоду.

Сорго – вирощування сорго не вимагає нових сільськогосподарських машин і енергетичних засобів, тому можливо використовувати технологію вирощування просапних культур. Але необхідно мати на увазі, що сорго вимагає високої культури землеробства. З метою захисту ґрунтів від ерозії та зменшення енерговитрат, вирощування сорго можливо проводити за мінімальною технологією при цьому необхідно застосувати хімічні заходи захисту від бур’янів, шкідників і хвороб.

Все ж сівозміна, як одна з ланок клопітливого процесу вирощування сільськогосподарських культур сама по собі не є вирішальною. Для того, щоб отримати бездоганний «ланцюг» виробництва високоякісної сільськогосподарської продукції внесення добрив не оминути.

Велике значення у боротьбі з ерозією ґрунтів має обґрунтоване застосування органічних та мінеральних добрив. Удобрені ґрунти забезпечують кращі умови розвитку с.-г. рослин, які захищають ґрунт від деградаційних процесів завдяки скріплювальній дії міцної кореневої системи та розвинутої наземної частини рослин. Такі ґрунти мають дефляційно стійку структуру та підвищену водопроникність.

У формуванні структурно-агрегатного стану ґрунту важливу роль відіграє органічна речовина гумусового горизонту. Ерозійна небезпека території оцінюється за значенням індексу збереження ґрунтів (ІЗГ), який дорівнює відношенню потужності гумусового генетичного горизонту до величини його імовірної втрати за рахунок ерозійних процесів. В ґрунтах Донецької області спостерігався близький до бездефіцитного баланс гумусу, але в останній час, коли знизилися обсяги внесення органічних добрив та через спад урожайності сільськогосподарських культур зменшилась і кількість пожнивно-кореневих залишків, баланс гумусу став істотно від’ємним. Від’ємний баланс гумусу в розрахунку на 1 га посівної площі в цілому по області становить 0,52 т/га. Для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу бажано щорічно вносити 8-9 т органічних добрив на гектар орних земель для покращення водно-фізичних властивостей ґрунту, стійкості до дефляйних процесів та підвищення його родючості.

Висновки.

Причиною підсилення дефляційної загрози на території регіону є закономірні природні явища та інтенсивне антропогенне використання земельних ресурсів.

Для активного захисту ґрунтів від ерозійних процесів важливим є оптимальна організація території агроландшафтів, зокрема, з використанням контурно-меліоративного облаштування, лісомеліоративних заходів, впровадження ґрунтозахисних технологій вирощування с.-г. культур з введенням у виробництво мінімалізації механічного впливу на ґрунт, науково-обґрунтованих сівозмін, раціональної системи удобрення з включенням в неї органічних та органо-мінеральних добрив.

Реалізація заходів захисту земель регіону від руйнівної дії ерозійних процесів відбувається в межах Комплексної програми економічного розвитку сільських територій Донецької області на 2018-2020 рр., Національного плану дій щодо боротьби з деградацією земель та опустелюванням
(Донецька ОДА) та Регіональної програми підвищення родючості ґрунтів на 2018-2022 рр.

Матеріали підготували наукові співробітники лабораторії
родючості ґрунтів та ґрунтозахисних технологій ДП ДГ «Донецьке» ННЦ ІГА:
Качанова О. В., Погромська Я. А., Ротач Ю. В.