3.2Розрахунок еколого-агрохімічного балу поля господарства

Еколого-агрохімічний бал поля зосереджує інформацію про родючість грунтів та їх екологічний стан.

Основними показниками за якими визначається агрохімічний стан грунтів поля :

1. агрохімічні показники (вміст гумусу, азоту, фосфору, калію, кислотність, мікроелементи В, Мо, Мn, Со, Сu, Zn, та ін.)

2. ступінь забруднення полютантами (радіонуклідами, пестицидами, важкими металами).

3. клімат, зрошення, солонцюватість, засоленість, які істотно впливають на екологічний стан грунтів.

Структура і зміст еколого-агрохімічного паспорту.

Форма паспорта затверджена Міністерством сільського господарства і продовольства України і подається нижче. Він складається з адресної частини, переліку показників та їх середньозважених величин у динаміці.

Hабір критеріїв - мінімальний, але цілком достатній, щоб об'єктивно оцінити агроекологічний стан ґрунтового покриву полів та земельних ділянок. Вже сама назва „ Еколого - агрохімічний паспорт..." свідчить про те, що в ньому містяться відомості, які характеризують рівень родючості, види та ступінь забруднення, а відтак і екологічний стан грунту.

З агрофізичних показників вибрано „найбільш інформативні з найбільш значущих "- рівноважну щільність складення або об'ємну масу. Він є інтегруючим параметром низки водно-фізичних характеристик і структурно-текстурних особливостей грунту і залежить від його гранулометричного та структурно-агрегатного складу, кількості органічної речовини. В свою чергу об'ємна маса впливає майже на всі фізичні характеристики грунту -водопроникність, вологоємність, теплопровідність, повітряну забезпеченість, а також мікробіологічні процеси і поживний режим грунту. Оцінюючи рівноважну щільність складення ( перед початком весняних польових робіт або через 1-2 місяці після останнього обробітку ) слід виходити з того, що для грунтів середнього та важкого гранулометричного складу оптимальне значення цього показника знаходиться в межах 1.1-1.3 г/см³ для супіщаних і піщаних грунтів -1.3-1.5 г/см³. Якщо фактичні параметри відрізняються від оптимальних, то це свідчить про агрофізичну деградацію грунту і потребує відповідного втручання (внесення органічних добрив, збільшення посівних площ багаторічних бобових трав, гіпсування, вапнування, застосування полегшеної техніки чи глибокого обробітку грунту).

Максимально можливі запаси продуктивної вологи (ММЗПВ) в 0-100 сантиметровому шарі грунту - показник, який належить до основних критеріїв якісної оцінки грунтів. Це константа, яка характеризує здатність того чи іншого грунту накопичувати максимальну кількість продуктивної вологи. Еталонним ґрунтом за цим критерієм є грунт з ММЗПВ-200мм. Не можна ототожнювати ММЗПВ з поняттям „запаси продуктивної вологи"(ЗПВ)- величиною динамічною, яка змінюється в часі і просторі. Оптимальні значення ЗПВ варіюють в широкому інтервалі: від 60-70 мм для картоплі - до 160-180 мм для вівса і інших вологолюбивих культур. Отже, в еколого-агрохімічний паспорт слід вписувати показник ММЗПВ, користуючись даними довідникової літератури.

Гідролітична кислотність і сума ввібраних основ безпосередньо в розрахунках не використовуються, але вони потрібні в інших цілях (наприклад, для визначення норми вапна).

Тип і ступінь засолення (солонцюватості), як і показники обмінної та актуальної кислотності, належать до груп модифікаційних або допоміжних критеріїв і при оцінці грунтів враховуються через поправочні коефіцієнти на негативні властивості грунту (засолення, солонцюватість, кислотність і лужність). Вміст гумусу в орному шарі або його запаси в метровій товщі грунту, а також показники вмісту азоту, що легко гідролізується, рухомого фосфору, обмінного калію і рухомих форм мікроелементів, разом з ММЗПВ відносяться до основних критеріїв, за якими розраховується „агрохімічна" тобто „основна" оцінка родючості грунту, яка після внесення поправок на забруднення і всі інші негативні властивості дає можливість визначити зведений показник еколого-агрохімічного стану фунтового комплексу в межах поля або земельної ділянки.

Які саме показники агроекологічного стану грунту входять до паспорту показані в таблиці 2.

Нормативи основних типових ознак еталонного грунту.

За еталон (стандарт) приймається оптимальне значення діагностичного показника, який оцінюється в 100 балів, що цілком відповідає одному з основних екологічних законів землеробства-закон оптимума.

Стандарти (еталони) для мінеральних грунтів.

Гумус: запаси в шарі 0-100 см-500 т/га

вміст в шарі 0-20 см - 6,2 %

Максимально можливі запаси продуктивної вологи:

(ММЗПВ) у шарі 0-100 см - 200 мм

Стандартами для елементів живлення є такі величини: Макроелементи:

* для азоту (N)- 225 мг/кг за Корнфілдом, 100 мг/кг - за Тюріним -Коконовою;

* для рухомого фосфору (Р₂O₅)-250 мг/кг за Кірсановим, 200 мг/кг – за Чіріковим, 60 мг/кг за Мачігіним;

* для обмінного калію (К₂О) - 170 мг/кг за Кірсановим, 200 мг/кг - за Чіріковим, 400 мг/кг за Мачігіним.

Мікроелементи:

• для некарбонатних і малокарбонатних грунтів (метод Пейве - Рінькіса): Mn - 71, Zn-1.6, Сu-3.4, Со-2.3, Мо-0.71, В-0.23 мг/кг грунту.

• для карбонатних грунтів (метод Крупського-Олександрової): Мп - 21, Zn-5,1, Сu-0.51, Со-0.31 мг/кг грунту.

Торфові грунти.

Eталоном торфових грунтів, що оцінюється в 100 балів, є такий грунт, який хнрактеризується нижче наведеними показниками:

1. Запас органічної речовини в шарі 0-100 см у перерахунку на сильнорозкладений торф - 2000 т/га.

2. ММЗПВ в шарі 0-100 см - 600 мм.

3. Стандартний вміст рухомого фосфору і калію в торфових грунтах з урахуванням щільності складення.

Bирахуваний середньозважений бал по основних (типових) критеріях (органічні речовини, запас вологи, Р і К) корегується на клімат і зрошення, потім на негативні властивості та інші особливості торфовищ.

Eколого - агрохімічний стан грунтів оцінюється не тільки за показниками груп основних (типових) і модифікованих критеріїв, але й з урахуванням видів і ступеня забруднення. Найбільш поширеними видами забруднення ґрунтового покриву в Україні є забруднення радіонуклідами (РН) важкими металами (ВМ), Шлишками пестицидів (ЗП).

Еталоном для забруднення грунтів цими токсичними речовинами можна ввзажати такий грунт, радіоактивне забруднення якого не перевищує нормального природного фону. Максимально наближеними до еталону є грунти, на яких можна вирощувати екологічно чистий урожай, придатний для виробництва продуктів дитячого та дієтичного харчування.

Таким вимогам цілком відповідають мінеральні грунти, щільність забруднення яких не перевищує 1.0 Кі/км² по цезію - 137 (для торфових < 0.5 Кі/км²) і 0.02 Кі/км² по стронцію - 90.

Вміст валових форм важких металів в еталонному грунті не повинен перевищувати 1 кларку або 0.5 ГДК, а вміст залишків пестицидів - < 0.5 ГДК. Поправочні коефіцієнти на забруднення радіонуклідами, важкими металами і залишками пестицидів наведені нижче в таблицях.

Отже, всі вище наведені матеріали служать основою для встановлення балів бонітету, складання оціночної шкали та паспортизації земель.

Розрахунки виконують в такій послідовності:

1. Для кожного діагностичного показника, що є одним із основних (типових) критеріїв, обчислюють бонітіровочний бал, процентне відношення фактичного значення ознаки до стандарту (еталону).

Б т. о =Ф / Е * 100, де

Б т. о. — бал типової діагностичної ознаки;

Ф — фактичне значення ознаки;

Е - еталон (стандартне) значення ознаки.

2. Проводять визначення агрохімічної та еколого —агрохімічної оцінки в балах.

Е Б_т.,

Б т = ∑ Б т. о / N , де

Б т - середній бал з типових критеріїв;

Бп - сума балів по типових критеріях;

N - кількість зведених випадків (число показників).

Вирахуваний за основними критеріями середній бал корегується потім за допомогою модифікаційних критеріїв через поправочні коефіцієнти на негативні властивості грунту і на клімат.

Остаточний бал бонітету може бути встановлений і шляхом послідовного множення вихідного бала на відповідні коефіцієнти поправок.

Таблиця 3.1.1.

Еколого - агрохімічний паспорт поля, земельної ділянки

Область Донецька

Район Амбросіївській

Схема поля.

Населений пункт село Ленінське

Землекористувач ділянки

Сільськогосподарські угіддя Зрошувані, осушені землі

Сівозміна _Поле(зем.ділянка№)_

Площа 1089 га

Назва грунту, площа(га) чорнозем звичайний малогумусний

Показники агроекологічного стану грунтів	Методи визначення	Середньозважені величини по роках обстеження
		Ф	Е	Б т. о	200_р.	200_р.
1.Агрофізичні	0-20
Щільність грунту, г/см	по Йовенко	1	1,2	83,3
Продуктивна волога в 0-100 см, мм	гравіметричний	186	200	93
2.Фізико-хімічні та агрохімічні
Кислотність:
Гідролітична, мг-екв/100г гр.	―	―	―	―	―	―
Обмінна, рН сол.	потенціометричний	7,2	7	103
Сума ввібраних, основ, мг-екв/100г гр.	―	―	―	―	―	―
Тип засолення	―	―	―	―	―	―
Ступінь засолення	―	―	―	―	―	―
Вміст в орному шарі:
Гумусу, %	по Тюріну	4,7	6,2	75,8
N, що легко- гідролізується, мг/кг	за Тюріновим-Кононовою	270	100	270
Рухомого Р, мг/кг	за Чіріковим	150	200	75
Обмінного К, мг/кг	за Чіріковим	190	200	95
Рухомих форм, мг/кг
B	за Крупським-Олександровою	50	0,23	21739,13
Мо	―	―	―	―	―	―
Мn	за Крупським-Олександровою	620	21	2952
Со	за Крупським-Олександровою	17	0,31	5484
Сu	за Крупським-Олександровою	110	0,51	21568,6
Zn	за Крупським-Олександровою	58	5,1	1137
Агрохімічна оцінка в балах				4473
3. Рівень забруднення грунтів
Вміст рухомих форм, мг/кг
Сd	―	―	―	―	―	―
Рb	―	―	―	―	―	―
Hg	―	―	―	―	―	―
Залишки пестицидів, мг/кг	―	―	―	―	―	―
ДДТ і його метаболіти	―	―	―	―	―	―
Гексахлоран (сума ізомерів)	―	―	―	―	―	―
2,4 Д - амінна сіль	―	―	―	―	―	―
Щільність радіоактивного чабруднення Кі/км2
Сz-137	спектрометричний	0,3	1	30
Sr -90	радіохімічний	0,03	0,02	150
Зведена еколого -агрохімічна оцінка в балах				3847

Примітка. Фізико-хімічні, агрохімічні показники, щільність складення та показники забруднення грунту визначаються в орному шарі.

Під впливом техногенних негативних факторів якість грунтів знижується, що потребує внесення поправок в агрохімічну оцінку на забруднення радіонуклідами, важкими металами, залишками пестицидів та ін.

В Україні нині найбільш негативно на екологічний стан грунтів впливає забруднення їх радіонуклідами внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

У зоні Полісся при рівні забруднення 1-5 Кі/км² поправочний коефіцієнт знижується на 2% на кожну одиницю Кі при зростанні ступеня забрудненості. При рівні забрудненості 5-10 і 10-15 Кі/км² поправочний коефіцієнт зменшується на 3% у розрахунку на кожну одиницю Кі при зростанні забрудненості.

У зонах Лісостепу і Степу д/я всіх рівнів забруднення поправочний коефіцієнт знижується на 1,6 % на кожну одиницю Кі в міру зростання забрудненості.

При забрудненні радіонуклідами понад 15 Кі/км² виводяться з с/г використання.

Класифікацію грунтів за ступенем забруднення важкими металами, згідно ГОСТу 17.4.3.06-86,проводять за граничне допустимою кількістю (ГДК) та за фоновим вмістом у грунті.

За ступенем забруднення грунт слід поділяти на:

1. Сильнозабруднені.

2. Середньозабруднені.

3. Слабозабруднені.

До сильнозабруднених відносять грунти, вміст важких металів в яких у декілька разів перевищує ГДК, які мають під впливом забруднення низьку біологічну продуктивність, суттєві зміни фізико — хімічних, хімічних та біологічних характеристик, внаслідок чого вміст важких металів у рослинній продукції перевищує встановлені норми.

До середньозабруднених відносяться грунти, в яких встановлено перевищення ГДК без видимих змін властивостей.

До слабозабруднених відносяться грунти, вміст важких металів в яких не перевищує ГДК, але вище природного фону.

При оцінці ступеню забруднення грунтів важкими металами необхідно користуватися даними щодо гранично допустимих концентрацій та їх фонового вмісту у грунтах основних природно - кліматичних зон України У разі виявлення в грунті підвищеного вмісту декількох металів, поправочний коефіцієнт встановлюється за металом, вміст якого найбільше перевищує вказані нормативи.

Поправочний коефіцієнт на забруднення грунту важкими металами вноситься в загальну оцінку через ГДК забруднювача. При одинарному значенні ГДК поправка не вводиться, при подвійному оцінка знижується на 4% при потрійному ГДК - на 8%, чотирикратному -12%.

Якщо грунт забруднений кількома важкими металами, поправки вносяться на кожний з них.

Поправочний коефіцієнт на забрудненість грунту залишками пестицидів вноситься в оцінку через ГДК забруднювача. Насамперед це стосується ДДТ, оскільки інші пестициди дуже швидко розкладаються і тому не враховуються.

При одинарному значенні ГДК поправка не вводиться, при подвійному оцінка знижується на 4% при потрійному ГДК - на 8%, чотирикратному -12%.

На основі отриманих даних провести оцінку стану грунту за вмістом важких металів, радіонуклідів та пестицидів відповідно до існуючих ГДК та нормативів, які подані нижче в таблицях.

Таблиця 3.1.2

Осереднені нормативні показники придатності сільськогосподарських земель для створення екологічно чистих сировинних зон по виробництву

Назва показників	Нормативи за ступенем придатності земель
	придатні	Обмежено придатні	непридатні
1. Основні показники екологічної стійкості грунтів
1. Потужність гумусового шару, см	>50	50-25	<25
2. Вміст гумусу в орному шарі, %	в4-6	4-2	<2
3. Гранулометричний склад *	Св; Сс;	Гл;С	Пз; Пр;
Сл Гв
4. Реакція ґрунтового розчину, рН КСl	>5.5	5.5-4.6	<4.6
5. Сума ввібраних основ, мг-екв/100г	>20	20-10	<10
6. Ступінь насичення обмінними основами	>70	70-50	<50
7. Протиерозійна стійкість за вмістом агрегатів 0,25 - 10 мм, %:
Водотривких	>45	45-25	<25
Повітряно - сухих	>75	75-50	<50
8. Рівноважна щільність складення, г/см :
Супіщаних і піщаних грунтів	1.3-1.5	1.5-1.7	<1.3->1.7
Середнього та важкого гран. складу	1.1-1.3	1.3-1.5	<1.1->1.5
2. Агрохімічні показники родючості
1. Нітрифікаційна здатність, мг N03 /кг грунту	<15	15-8	<8
2. Вміст азоту, що легко гідролізується,мг/кг	<200	200 - 10	<150
3. Рівень вмісту рухомого фосфору та обмінного калію**	П;В;Дв	Ср	Н;Дн;
4. Рівень вмісту рухомих форм мікроелементів	П;В	Ср	Н;Дн;
3. Параметри санітарко - гігієнічного стану (забруднення)
1 .Вміст валових форм важких металів
Кларки ГДК	1.0-2.0	2.0-3.0	3.0-4.0
	<0.5	0.5-1.0	1.0-1.5
2. Щільність забруднення радіонуклідами, Кі/км2 :
Цезієм -137, 134	<0.2	0.2-1.0	>1.0
Стронцієм - 90	0.02	0.02-1.0	>1.0
3. Вміст залишків пестицидів, ГДК	<0.5	1-1.5	>1.5
4.Кількість патогенних мікроорганізмів в 1 кг грунту:
При забрудненні фекаліями	<10	10-10	>10
При забрудненні відходами тварин	<10	10-10	>10
5. Вміст бітумізованих речовин при забрудненні нафтою, %	<1	1-2	>2

*Св - суглинок важкий; Сс - суглинок середній; Сл - суглинок легкий; С -супісок; Пз - пісок зв'язаний; Пр - пісок рихлий; Гв - глина важка.

** П - підвищений; В - високий; Дв - дуже високий;Ср - середній; Н - низький; Дн - дуже низький.

Складаючи еколого-агрогеохімічну оцінку ділянки поля, ми комплексно досліджували нашу земельну ділянку за такими показниками як: щильність грунту, продуктивна волога, обмінна рН, вміст гумусу, азоту, обмінного калію, рухомого фосфору, бору, мангану, кобальту, цинку, міді, стронцію-90 і цезію-137. По проведенню дослідів і оформленню еколого-агрохімічного паспорту можна зробити такий висновок: на досліджуваній ділянці в межах норми (еталонного грунту) перебувають такі показники як щильність грунту, продуктивна волога, обмінна рН, вміст гумусу, обмінного калію, рухомого фосфору і цезію-137.Тому розробляти і виконувати спеціальні заходи, щодо поліпшення стану земель за даними показниками не є необхідним.

Але деякі речовини на дослідній ділянці знаходяться у кількості перевищуючій еталонне значення (подекуди у 200 разів). До таких показників належать: вміст азоту, бору, мангану, кобальту, цинку, міді і стронцію-90. Основна маса цих речовин надійшла в грунт по причині близького розташування шахт, які видобувають корисні копалини.

Ландшафти, порушені при видобуванні корисних копалин рекультивують. Рекультивация земель — це комплекс заходів щодо відновлення господарської, санітарногігіенічної та естетичноі цінності порушених земель, поліпшення умов довкілля відповідно до інтересів суспільства. Процес рекультивації земель складаеться з двох етапів.[1]

На першому проводить технічну рекультивацию, яка включае планування поверхні відвалів, засипання кар'ерів, ровів, вирівнювання поверхні, формування родючого шару грунту. Технологію створення придатних для сільськогосподарського використання рекультивованих земель необхідно будувати так, щоб зібраний у бурти до початку виконання видобувних робіт родючий шар фунту (20 - 60 см) безпосередньо вкладати на сплановану поверхню промислових відвалів. Глибина шару торфу, що залишаеться після торфорозробок, необхідного для забезпечення водно-повітряного і поживного режимів на торфовищах у разі їх рекультивації, мае становити: для вирощування сільськогосподарських культур — не менш як 0,5 м; для лсорозведення — не менш як 0,3 м; для використання під водойми, ставки (рибницькі господарства та інші цілі) — 0,15 м. Бурти чи штабелі заввишки 5 - 15 м за тривалого зберігання засівають багаторічними бобово-злаковими травами.[1]

Товщина покривного шару грунту мае бути 30 — 60 см, що забезпечуе врожаї культур на рівні, близькому до непорушених земель. На рівень родючості насипного шару різних типів грунтів впливають склад і властивості підстильних гірських порід, на які його клаідуть. Найсприятливішими гірськими породами е лес, лесоподібні суглинки, піщано-глинисті відклади.[1]

Другий етап передбачае роботи з біологічної рекультивації. Біологгчна рекультивація — це комплекс агротехшчних і фітомеліоративних заходів, спрямованих на відновлення рослинності, заселення культурних рас мікрооргатзмів, черв'яків, комах, птиці тощо. Вона може бути сільськогосподарською або лісовою. На рекультивованих землях застосовують парозернопросапні, трав'яно-зернопросапні чи трав'яно-зернові сівозміни залежно від насипаного шару грунту, його родючості і зони розміщення.[1]

На рекультивованих землях можна вирощувати зерняткові і кісточкові плодові культури, ягідники. На відновлених землях (особливо в перші 1 — 5 років освоения) треба вносити підвищені (на 20 — 30 %) норми органічних і мінеральних добрив.[1]

На певній частині порушених земель (25 - 30 %), що є гірськими виробками, і прилеглих до них схилах відвалів, малопродуктивних землях формують агроценози іншого цільового призначення (без грунтового покриву).[1]