8.4. Діагностичні ознаки бонітування ґрунтів

Критеріями бонітування ґрунтів є їх природні діагностичні ознаки й ознаки, набуті в процесі тривалого окультурювання, які корелюють з урожайністю основних зернових, технічних та інших культур, а для бонітування кормових угідь – з продуктивністю сінокосів і пасовищ. Це означає, що критеріями бонітування ґрунтів можуть бути тільки ті природні діагностичні ознаки, які найбільше впливають на урожайність сільськогосподарських культур.

Сукупний вплив усіх природних чинників на рівень родючості ґрунту позначається на урожайності сільськогосподарських культур. Проте остання залежить не тільки від якості ґрунту, а й від економічних чинників ведення сільськогосподарського виробництва, зокрема забезпеченості основними й оборотними фондами, кількості внесених добрив агротехніки тощо. Бонітування ґрунту за фактичною урожайністю допустиме ще й тому, що в такому разі оцінюють не тільки землю, а й кваліфікацію спеціалістів і керівників господарств, їх організаторські здібності. Якість землі визначає урожайність тільки за умови, якщо решта чинників виробництва однакові. Тому для бонітування ґрунтів необхідно брати до уваги врожайність на різних агровиробничих групах ґрунтів у межах природно-сільськогосподарського району за порівнянного рівня агротехніки й інтенсивності землеробства.

Щодо кожного природно-сільськогосподарського району складаються списки агровиробничих груп ґрунтів у розрізі сільськогосподарських угідь: рілля, багаторічні насадження, сінокоси і пасовища. Такі списки слугують основою для впорядкованого збирання інформації про властивості й ознаки ґрунтів, а також складання в подальшому шкал бонітування та експлікації ґрунтів.

Бонітування ґрунтів стосовно окремих культур проводять в межах найбільш оптимальних умов їх вирощування. Для цього з урахуванням кліматичних, ґрунтових та інших умов, поряд із потребою в них окремих культур, встановлюють зони екологічного оптимуму.

Для агрокліматичного обґрунтування розміщення сільсько-господарських культур керуються такими принципами: значення культури в народному господарстві, вплив метеорологічних умов на швидкість розвитку і строки настання основних фенофаз; вплив метеорологічних умов на урожай.

Стійкість рослин до певного чинника тим вища, чим більше виражена його пристосованість до нього. Тоді успішний ріст і висока продуктивність рослин забезпечені за широкого коливання чинника.

Витривалість рослин стосовно конкретного чинника визначається таким розміром його коливань, в межах якого ця рослина може жити хоча б у пригніченому стані.

На основі даних про тепло- і вологозабезпеченість, межі стійкості і витривалості рослин виділяють північні, південні або висотні межі зони розповсюдження певної культури. Виділена агрокліматична зона повинна обмежуватися двома кривими: перша – відповідає мінімуму (нестачі), а друга – максимуму (надлишку) температури, опадів, які дозволяють отримувати задовільну урожайність. Всередині зони на різному віддаленні від її меж розміщуватиметься ареал екологічного оптимуму, який характеризується показниками, що відповідають найвищій урожайності.

Зони вирощуваних культур виділяють таким чином. За опублікованими даними вивчають і аналізують вимоги окремих культур до тепла, вологи, світла на різних фазах розвитку. Порівнянням мінімальних і максимальних значень цих показників для кожної культури з фактичними багаторічними даними встановлюють межі зони вирощування. Останні збігаються з межами природно-сільськогосподарських районів.

Для умов України виділені зони вирощування озимої пшениці, жита, ячменю, вівса, кукурудзи на зерно, цукрового буряку, соняшнику, картоплі, льону-довгунцю. Вони не є стабільними і можуть змінюватися залежно від досягнень селекційної роботи.

За схемами зон вирощування культур визначають належність природно-сільськогосподарських районів до тієї чи іншої зони вирощування кожної культури, а для кожного району встановлюють набір культур, за якими проводять бонітування ґрунтів.

У визначенні форм і тісноти зв’язку між урожайністю сільськогосподарських культур і властивостями ґрунтів необхідно керуватисятакими принципами: зв’язки повинні встановлюватися на певних екологічно близьких групах ґрунтів з властивими їм водним, поживним, тепловим і біохімічним режимами; за порівнянними рівнями інтенсивності землеробства; за спільності кліматичних умов; для певних екологічних груп культур; для різних територіальних підрозділів – природно-сільськогосподарська провінція, округ, район.

За критерій бонітування ґрунтів беруть властивості ґрунтів, виражені в кількісних показниках, стійкі в часі, які суттєво впливають на урожай сільськогосподарських культур і якнайповніше відображають сутність родючості ґрунтів. Менш стійкі ознаки, а також модифіковані критерії враховують у вигляді поправних коефіцієнтів до бонітетів ґрунтів, розрахованих за стійкими показниками.

Складнішими є залежності урожайності культур від властивостей ґрунтів у системі “ґрунт-рослина” на еродованих, солонцюватих, засолених, кам’янистих і гідроморфних ґрунтах. На еродованих ґрунтах урожай більше залежить від потужності гумусових горизонтів, потужності всього профілю, вмісту і запасів гумусу і менше – від гранулометрії, яка часто не відрізняється від такої в повнопрофільних ґрунтах. На солонцюватих, засолених, глейових ґрунтах виступає на перший план ґрунтовий токсикоз, а не гумус та інші показники. Для оцінки таких ґрунтів використовують поправні коефіцієнти.

Дані про властивості ґрунтів збирають окремо за видами угідь, за природно-сільськогосподарськими зонами, у розрізі природно-сільсько-господарських районів, за агровиробничими групами ґрунтів. Обробку цих даних проводять за такими діагностичними ознаками ґрунтів: відсотковий вміст гумусу, потужність гумусового горизонту, вміст фізичної глини; індекс фізичного стану; ступінь засолення, скелетності; кислотність (рН сольової витяжки); оглеєність (глибина і ступінь); змитість (ступінь); вміст рухомих поживних речовин (фосфору і калію).

Для визначення показників якості ґрунтів і розрахунку балів зокремленого бонітування беруть три з перших чотирьох показників. Решту показників властивостей ґрунтів використовують як поправні коефіцієнти. Збираючи дані про властивості ґрунтів під багаторічними насадженнями, необхідно також фіксувати глибину підстилання щільними породами або пісками.

Критеріями визначення загального рівня родючості ґрунтів виступають, як правило, властивості останніх, які тісно корелюють з урожайністю культур, незважаючи на дію інших чинників (погоди, рівня забезпеченості ресурсами, культури землеробства тощо). Отже, завдання залягає в знаходженні еталонного ґрунту з високою урожайністю й оптимальною характеристикою властивостей. З його максимальною потенціальною та ефективною родючістю порівнюють родючість всіх інших ґрунтів.

За загальний підхід у виборі еталонного ґрунту приймають те, що він повинен бути зональним, репрезентативним за площею, автоморфним, нееродованим, з найбільш потужними гумусовими горизонтами за найвищого показника вмісту гумусу, з оптимальною кислотністю, найбільш сприятливими агрофізичними властивостями і високою урожайністю конкретної культури.

Вибір еталонного ґрунту для конкретної культури полягає у встановленні генетичної належності агрогрупи ґрунтів, числових значень основних її властивостей, що використовуються як критерії у бонітуванні, а також багаторічних статистичних даних про високий рівень урожайності цієї культури за останні роки. Виявлені агрогрупи і числові характеристики їх ознак і властивостей приймають за 100 балів у межах природно-сільськогосподарського району і в межах держави загалом.

Стосовно еталонного ґрунту природно-сільськогосподарського району розраховують бонітети всіх агрогруп його ґрунтів (за окремими і загальними властивостями).

Для визначення середніх значень показників окремих ґрунтів всебічно вивчають матеріали комплексного обстеження і вибирають фактичні дані за показниками цих ґрунтів. Зокрема застосовують розрахунковий метод, який базується на використанні емпіричних формул, які виражають пряму залежність між функціональними і результативними величинами. Так, валові запаси гумусу і поживних речовин розраховують за потужністю відповідного горизонту, показниками об’ємної маси ґрунту, вмістом гумусу і поживних речовин у відсотках або міліграмах на 100 г ґрунту.

Валові запаси гумусу в ґрунті визначають за формулою:

Н = 100·А·В·Р, (8.1)

де Н – валові запаси гумусу, т/га; А – потужність гумусового горизонту, м; В – об’ємна маса ґрунту, г/см³ ; Р – вміст гумусу, %.

Валові запаси гумусу в ґрунті розраховують окремо для горизонту 0...20 і 20...40 см, а потім сумують. Це пов’язано з тим, що вміст гумусу у верхньому горизонті значно вищий, ніж у підстилаючому. Дані для розрахунку вмісту гумусу в ґрунтах на генетичних горизонтах беруть з матеріалів ґрунтового обстеження, а дані про об’ємну масу ґрунту – з відповідних довідників. У результаті розрахунків визначають середньозважені показники валових запасів гумусу за групами ґрунтів, на основі яких потім складають шкалу бонітування.

Для визначення запасів рухомих форм поживних речовин користуються формулою:

N =10000 АВК, (8.2)

де N – запаси азоту (фосфору, калію), кг/га; А – потужність кореневмісного шару, м; В – об’ємна маса ґрунту, г/см³; К – вміст азоту (фосфору, калію), кг/т ґрунту.

Середні показники морфологічних, хімічних та інших властивостей і ознак в оцінюваній групі ґрунтів обчислюють за формулою:

X = , (8.3)

де X_ij – показники і-х ґрунтових різновидностей, що входять до j- ої оцінюваної групи ґрунтів; n – кількість ґрунтових різновидностей.

Середні за оцінюваною групою показники властивостей і ознак ґрунтів розраховують з дотриманням вимог математичної статистики, виключають типові варіанти, проводять ймовірнісну оцінку відхилення фактичного розподілу варіанти від нормального, вираховують показники точності визначення середньої. Варіанту вважають нетиповою, якщо вона виходить за межі х ± 2, де х – середнє значення показника; δ – середньоквадратичне відхилення властивості або ознаки ґрунту, яке визначається за формулою:

. (8.4)

Для впевненості в типовості одержаного середнього арифметичного і можливості судження по окремому про загальну величину властивості вираховують середню помилку середнього арифметичного (m) за рівняннями:

(8.5)

або (для малих вибірок). (8.6)

Середню помилку можна виразити у відсотках від середнього арифметичного через визначення показника точності. Чим менший показник, тим точніші результати обчислень. Значення показника (Р) визначають за формулою:

Р = . (8.7)

Ступінь надійності середньої (t) знаходимо з виразу:

t = . (8.8)

Одержане значення ступеня надійності за великої кількості спостережень повинно бути більше ніж два, тобто треба, щоб середня була більша за подвійну помилку. За малої кількості спостережень (менше ніж 30) необхідний ступінь надійності визначають за таблицею значень Стьюдента. Стандартні значення критерію за 95%-го рівня ймовірності характеризуються такими даними:

n -1	1	2	3	4	5	6-7	8-9	10-13	14-28	28
n	12,7	4,3	3,2	2,8	2,6	2,4	2,3	2,2	2,1	2,0

Обчислене значення ступеня надійності повинно бути більше від табличного. Якщо вибірка за основними властивостями й ознаками не підпорядкована закону нормального розподілу варіант і виходить за межі допустимих відхилень, склад ґрунтових різновидностей переглядають. Перевіряють об’єктивність вихідних даних, правильність вибірки та визначення показників і усувають виявлені помилки. В окремих випадках ґрунтові різновидності, які порушують однорідність вибірки, вводять до інших оцінюваних груп ґрунтів.

Середню багаторічну урожайність сільськогосподарських культур на різних ґрунтах за останні сім років можна визначити способом прямого обліку відібраних типових господарств, багатофакторного кореляційного аналізу, експертизи й опитування. Обробку даних проводять математично-статистичними методами, застосовуючи сучасну обчислювальну техніку й оцінюючи точність одержаних відомостей про середню багаторічну врожайність основних сільськогосподарських культур на конкретних ґрунтах.