1.4. Ефективність використання основних природних ресурсів

Незамінним скарбом і джерелом багатства людства є ґрунт. Найбільше природне багатство України – високоякісні чорно­земи. Вони становлять за різними оцінками фахівців 30–60 від­сотків світового банку найкращих чорноземів, тоді як розорані земельні угіддя в Україні становлять близько 85 відсотків від площі степів та лісостепів. Посівні площі займають 33,5 млн га.

У своїх наукових працях видатний російський вчений-ґрун­тознавець В. В. Докучаєв дав чітке визначення ґрунту. В «Лек­циях о почвоведении» він писав, що ґрунт є функцією (резуль­татом) від материнської породи (ґрунту), клімату і організмів, помноженого на час.

Ґрунт – це природне тіло планети, що має назву Земля.

Визначення ґрунту, що дане В. В. Докучаєвим, пропонується передати формулою [181].

(1.10)

де S – ґрунт;

cl – клімат;

о – організми;

r – рельєф;

р – порода;

t – час.

Вміст гумусу в ґрунті є одним із найбільш чітких показників впливу господарчої діяльності людини на ґрунт, на його родючість.

Український чорнозем містив колись до 18 відсотків гумусу. На такому угідді можна було збирати врожай пшениці до 100 центнерів з гектара. Тепер цей показник значно менший. Нині середня врожайність зернових культур становить в межах 30 ц/га.

Середньозважений вміст гумусу в ґрунтах Запорізької облас­ті сьогодні сягає 3,31 %. В цій же Запорізькій області найкраще забезпечені гумусом чорноземи звичайні Куйбишевського, Гу­ляйпільського і Новомиколаївського районів. У них він стано­вить 4,11–4,50 %. Найменше гумусу містять темнокаштанові і каштанові ґрунти Акімовського, Приазовського і південної час­тини Мелітопольського району, де кількість його знаходиться у межах 2,60–2,91 %.

У зв’язку зі значним розповсюдженням, наприклад у Запоріз­ькому регіоні, на території Запорізького, Василівського, Кам’ян­ка-Дніпровського районів чорноземів звичайних полегшеного, легко- і середньосуглинистого механічного складу, у них досить низький вміст (2,47–2,86 %) гумусу, що впливає на загальну концентрацію гумусу в ґрунтах. Так, лише за період 1957–1962 рр. та 1980–1990 рр. вміст гумусу по Запорізькій області було зменшено з 3,60 до 3,31 %, а по Бердянському району – з 3,84 до 3,40 %. За останні 30 років на Україні втрати гумусу з одного гектару угідь становлять 8,5 відсотка. Вже зіпсовано 60 відсотків чорноземів. Щорічно втрачається 100 тисяч га родючих ґрунтів.

Основною причиною істотного зменшення ґрунтового гуму­су є посилена мінералізація ґрунтів, втрата його при змивах верхнього, більш гумусованого горизонту і недостатнє попов­нення за рахунок надходження у ґрунті органічних речовин з перегноєм і рослинними залишками. Понад 18 мільйонів гекта­рів сільськогосподарських угідь на Україні ушкоджені ерозією.

Великої шкоди щодо збереження гумусу, а відповідно і врожаю, у Північному Приазов’ї завдає вітрова ерозія. Вітрову ерозію ділять на два підтипи: пилові (чорні) бурі і повсякденна (місцева) вітрова ерозія. Пилові бурі у Північному Приазов’ї можуть спричинятися вітрами різного напрямку. Однак 79 % усіх випадків пилових бур викликано вітрами східних румбів. Найбільша кількість (52 %) пилових бур спостерігається у квітні. Швидкість вітру у середньому досягає 20 м/с.

Нами біля села Луначарського Бердянського району на відкритому полі, де посіяна озимина, 6 квітня 1996 року про­водилися дослідження вітрової ерозії. За допомогою чашкового анемометра була визначена швидкість східного вітру, яка становила у середньому 20–22 м/с. Концентрацію пилу відби­рали за допомогою рудничного аспіратора АЕРА і аерозольного фільтра АФА-ВП-20 (водостійкий). Аерозольні фільтри з уловленим пилом зважували на аналітичних терезах.

Кількість земляного пилу, що видувається вітром на полі з площі 1 м² за добу можна визначити за допомогою формули:

(1.11)

де g – концентрація пилу піднятого вітром з землі, г/м³;

t – кількість годин за добу ефективної дії бурі.

Тоді з одного гектару кількість втраченої землі визначається таким чином:

(1.12)

де – кількість втраченої землі і гумусу, видутих вітром за добу з одного метру квадратного в кг;

S – площа землі в 1 га;

N – кількість діб, протягом яких відбувається вітрові та пилові бурі за рік або сезон;

С – коефіцієнт ступеню добової зміни характеру і швидкості вітру, .

Нашими дослідженнями виявлено, що кількість орної землі від вітрової ерозії (з швидкістю пилу 20–22 м/с) при кон­центрації пилу 1,38 г/м³ за добу з площі в 1 га поблизу Бер­дянська може становити 1 192,3 кг. Довготривалість вітрової та пилової бурі по Бердянському району Запорізької області і Північному Приазов’ї в цілому може становити в середньому 96 діб. Таким чином, за цей період з площі в 1 га ймовірність втраченого чорнозему може сягати від 92 до 115 тонн з гектару.

Встановлено, що між швидкістю вітру і критичним дефіци­том вологи повітря у момент появи пилових бур, існує тісний зворотний зв’язок з досить високим коефіцієнтом кореляції [22]. Чим вище дефіцит вологи, тим при менших швидкостях вітру розпочинається пилова буря, і навпаки, чим нижче дефіцит вологи, тим при більш високій швидкості вітру виникає пилова буря.

Отже, пилова ерозія ґрунтів розповсюджена в районах з недостатньою вологою (випаровується вологи більше, ніж випа­дає опадів), високою весняною і літньою температурою і віднос­но низькою вологою повітря. Саме степові зони Бердянського району і степова зона поблизу Маріуполя є епіцентрами утво­рення пилових бур. Так, Бердянська газета «Південна зоря» (№ 54 за 10 квітня 1996 року) у статті «Несе землю вітер буйний» писала: «…Протягом останніх днів, особливо у вихідні, швидкість вітру досягала 22 м/с. По суті це був ураган, який виривав подекуди міцні дерева з коріннями, зривав шифер на дахах, лінії електромережі – таких випадків лише по місту було до сотні. Та найбільшої шкоди ураганний вітер східного та північно-східного напрямку завдав 5, 6, 7 квітня, коли з розо­раних нив, де земля вже підсохла, понесло землю. На автотрасах автомашини їхали при світлі фар. В окремих місцях нанесло стільки землі, що легковушки не могли під’їхати до дачних ділянок, городів…».

Отже це ще раз підтверджує наші науковообґрунтовані вис­новки, що землі Бердянщини щорічно зазнають вітрової ерозії, а це призводить до значного економічного збитку в сільському господарстві отримання врожаїв.

На графіку (рис. 1.4) показано зменшення гумусу в залеж­ності від тривалості поривів сильного вітру та виникнення пилових бур.

Цю залежність можна передати формулою

(1.13)

де n – ступінь зменшення запасів гумусу від дії вітрової ерозії;

k – коефіцієнт пропорціональності ( );

x – ступінь ефективної дії вітрової бурі з пилом.

Характер пилової бурі відповідає добовій зміні швидкості вітру. Бурі виникають ранком, досягають максимуму до полудня і затухають до вечора. Тому, враховуючи ступінь тривалості і активність пилової бурі і підставивши коефіцієнт пропор­ційності, можемо визначити ступінь зменшення запасів гумусу від вітрової ерозії.

Пилові бурі у степових зонах України повторюються раз в 3 – 5 – 10 – 20 років і бувають, як це вже нам відомо, при силь­ному вітрі (15–40 м/с) при недостатній вологості (відносна вологість менша за 15–20 %) і слабкій задернованості. Установ­лено [66, с. 55, 56], що для ґрунтів легкого механічного складу буде досить вітру із швидкістю 3–4 м/с, щоб визвати дифляцію. Структуровані ґрунти більш стійкі до вітрової ерозії, ніж роз­пилені. Експериментальні дослідження [66, с. 50–60] показали, що стійкість до дифляції різко зростає біля грудочок ґрунту, розміром більше 1 мм.

При складі у верхніх п’яти сантиметрах ґрунту агрегатів крупніших за 1 мм в діаметрі, більше 60 % ґрунту є ерозійно­стійким. Встановлено [66, c. 55], що розпилення верхнього шару проходить не тільки під впливом ґрунтообробних і посівних машин, але й під впливом звичайних процесів замерзання, відта­вання, висушування. Як стверджує академік А. І. Бараєв [66, c. 55], забезпечити надійний захист ґрунтів від вітрової ерозії тільки за рахунок зменшення розпилення ґрунтооброб­никами і посівними машинами неможливо. Необхідно залишати на поверхні ґрунту пожнивні залишки. На Півдні України можна зустріти протилежне – часто перед оранкою поля деякі господарники спалюють стерню.

Рис. 1.4. Залежність втрати гумусу слабкогумусованого приазовського чорнозему від тривалості поривів вітру (середня швидкість м/с на площі 1 га)

Нижче, на рис. 1.5, показана залежність врожаю хлібних злакових культур від зменшення запасів гумусу внаслідок дії вітрової ерозії.