§ 100. Проблеми геологічного середовища

Забруднення ґрунтів стало значною проблемою для багатьох регіонів планети (мал. 100.1). У ґрунти потрапляють усі види забруднень — фізичні, хімічні і біологічні. Хімічні забруднювачі ґрунтів можуть бути неорганічними або органічними сполуками.

Основні речовини, які потрапляють у ґрунти як забруднювачі:

• мінеральні добрива;
• неорганічні кислоти і луги;
• солі важких металів;
• поверхнево-активні речовини;
• пестициди;
• мікроорганізми;
• нафтопродукти і барвники тощо.

Але люди впливають на ґрунти й не лише через забруднювачі. Великою проблемою стала деградація ґрунтів. Терміном деградація ґрунтів називають явище погіршення корисних властивостей та родючості ґрунту. Вона може бути наслідком як природних процесів, так і антропогенного впливу. Нині антропогенні причини деградації ґрунтів переважають (мал. 100.2).

Основними антропогенними причинами деградації ґрунтів є такі:

• сільськогосподарська діяльність із використанням застарілих агротехнологій;
• знищення лісів;
• видобуток корисних копалин;
• випасання домашньої худоби;
• невдала меліорація;
• забруднення твердими побутовими відходами;
• поширення інвазивних видів.

Наслідки впливу людини на ґрунти

Наслідків впливу людини на ґрунти багато, і переважно вони є дуже негативними. Під впливом дій людини підсилюється вітрова та водна ерозія ґрунту. Фізичні, хімічні і біологічні (а відповідно, і економічні) властивості ґрунтів погіршуються. Рослинний покрив знищується і може зникати надовго. Це значно підсилює процеси деградації ґрунтів. Деградація ґрунтів стає причиною погіршення їхньої родючості, і як результат — зменшення врожаїв та підвищення дефіциту продовольства.

Невдала меліорація часто закінчується засоленням ґрунтів. Надмірний випас худоби знищує трав’яний покрив і сприяє руйнуванню родючого шару ґрунту шляхом ерозії. А знищення лісів негативно впливає на весь регіон, навіть на далекі від місць вирубки відстані.

Мал. 100.1. Забруднення ґрунтів

Мал. 100.2. Антропогенна деградація ґрунтів

Великою проблемою є техногенні аварії і катастрофи. Результатом звичайної автомобільної аварії є потрапляння в ґрунт відносно невеликої кількості паливно-мастильних матеріалів та електроліту з акумулятора. Але таких аварій відбувається багато. І їхній сумарний внесок у забруднення ґрунтів досить значний.

Великі за масштабом аварії на підприємствах можуть мати катастрофічні наслідки. Найбільш відомою аварією на території України стала катастрофа на Чорнобильській АЕС. Її наслідки — величезні території, на яких ґрунти були забруднені радіонуклідами.

Охорона ґрунтів

Охорона ґрунтів потребує міжнародних зусиль, хоча може бути ефективною і в межах однієї країни. Але деградація ґрунтів в інших країнах все одно впливатиме на ситуацію, бо країнам із деградованими ґрунтами загрожуватиме голод.

Для здійснення охорони ґрунтів є необхідним виконання низки як технічних, так і законодавчих заходів. При цьому основні зусилля спрямовуються на перешкоджання потраплянню забруднень у ґрунти. Бажано широке впровадження безвідходних технологій та побудова сучасних комплексів очищення викидів.

Важливим фактором, який дозволяє зберігати і навіть відновлювати родючість ґрунтів, є дотримання правильної сівозміни під час вирощування сільськогосподарських культур. В основу правильної сівозміни покладено явище природного відновлення родючості ґрунтів. Також родючість ґрунту формується значною мірою завдяки діяльності живих організмів. Тому їх грамотне використання може відновлювати цю родючість.

Правильна сівозміна передбачає чергування посівів різних культур на певних ділянках. Деякі з них можуть збагачувати ґрунт окремими речовинами (наприклад, бобові збагачують ґрунти сполуками Нітрогену за рахунок діяльності симбіотичних бактерій). Крім того, велике значення мають періодичні перерви у вирощуванні культур (тримання землі «під паром»). У такі періоди мікробіоценози ґрунту можуть без перешкод відновлювати його родючість.

Суттєвий вплив на стан ґрунтів можуть мати і способи їх обробки, для яких використовують спеціальну техніку та знаряддя. Важливим є і правильне застосування добрив (як мінеральних, так і органічних). Їх внесення створює оптимальні умови для життєдіяльності ґрунтового біоценозу і вирощування рослин.

Ключова ідея

Людина суттєво впливає на геологічне середовище за рахунок своєї діяльності, і найбільше через це страждають ґрунти. Значною проблемою є забруднення ґрунтів, яке здійснюється всіма видами забруднювачів. Для охорони ґрунтів застосовують як технологічні, так і законодавчі механізми.

Запитання та завдання

1. Запропонуйте способи утилізації відходів, які дозволять зменшити забруднення ґрунтів у вашій місцевості. 2. Складіть перелік основних джерел забруднень ґрунтів, характерних для вашого регіону.

Агрофірма “Ольгопіль”

Чудовий спосіб значною мірою врівноважити ці завдання — ввести до сівозміни бобові культури. Природа наділила їх здатністю засвоювати один з головних поживних елементів — азот — безпосередньо з повітря. І «ділитися» ним із наступними культурами. І це не всі корисні властивості бобових. Про які іноді варто нагадувати, коли говоримо про збалансоване господарювання.
Значення бобових культур у забезпеченні народонаселення світу білками, та й узагалі у вирішенні продовольчої проблеми, визнала навіть ООН, яка з нинішнього року встановила Міжнародний День бобових, який відзначатиметься щорічно 10 лютого.
В Україні ситуація з цими культурами за декілька десятків років змінювалась, із об’єктивних і не дуже причин. На пам’яті ще багатьох сучасників — радянське сільське господарства, в якому з бобових передусім сіяли горох та кормові трави. Також традиційною на той час вважалася квасоля.
В «нові» часи до переліку основних і найпоширеніших культур нині увійшла соя. Натомість горох і квасоля відійшли на другий план. А порівняно недавно почала зростати зацікавленість нутом, сочевицею, машем тощо — культурами, які поки що залишаються нішевими, але поступово набирають обертів. Бо попит на них на ринку дедалі зростає.
За даними Держкомстату України, у 2018 році урожай зернобобових було зібрано з площі 555,2 тис. га, загальним обсягом у 953,95 тис. т, й середньою врожайністю 1,72 т/га. З них горох зібрали з площі 425,7 тис. га, обсягом 774,91 тис. т з урожайністю 1,82 т/га. Квасолю — з площі 40,3 тис. га, обсягом 71,19 тис. т і врожайністю 1,77 т/га. Нут відповідно — 44,7 тис. га, 53,05 тис. т, 1,18 т/га, Сочевицю — з 24,4 тис. га, обсягом 19,54 тис. т, урожайністю 0,8 т/га.
Сою наш Держстат відносить до олійних і до зазначених вище загальних цифр вона не увійшла, а окремо статистичні дані по цій культурі за 2018 р. такі: зібрана площа 1728,5 тис. га, валовий збір — 4461,31 тис. т, середня врожайність — 2,58 т/га.
Тож освіжимо пам’ять — чим же корисні ці культури загалом у сівозміні.
7 причин вирощувати бобові
Не беручи до уваги ринкові чинники та важливість бобових як продукту харчування, зосередимось на агрономічному аспекті.
Накопичення азоту
Цю властивість зазвичай вважають головною. Адже решта культур є лише споживачами цього елементу. Тоді як бобові, засвоюючи його з «повітря», збагачують ґрунт уже в такому вигляді, який наступна культура засвоюватиме легше. Відповідно — можна зменшити норми внесення азоту, зекономивши кошти та зменшуючи хімічне навантаження на ґрунт і загалом довкілля.
Вважається, що зернобобові (соя, горох, сочевиця, нут, чина, вика, люпин та ін.) за оптимальних умов вирощування засвоюють із повітря за допомогою бульбочкових бактерій приблизно 2/3 азоту від загального вмісту в рослинах і 1/3 — використовують із ґрунту. При цьому багаторічні трави, такі як конюшина і люцерна, накопичують навіть більше азоту, ніж згадані культури.
Збагачення ґрунту органікою та його оздоровлення
Бобові культури, їхні залишки, є найкращим поживним матеріалом для корисної мікрофлори.
Тільки в рослинах бобових культур співвідношення вуглецю до азоту 15:1. Тож як кореневі, так і стеблові залишки є дуже якісним матеріалом для мікроорганізмів. На мою думку, це найцінніше, що дають бобові культури взагалі. Вони підтримують здоров’я ґрунту і його високу мікробіологічну активність.
Завдяки цій властивості бобові також використовують як сидерати. Найкраще для такого агротехнічного заходу підходять конюшина, люцерна, еспарцет, нут, горох, боби, соя, сочевиця, вика, люпин, квасоля. Вважається, що три врожаї бобових сидератів дають такий самий ефект, що і повна норма гною.
Також під покровом зернобобових культур ґрунт зберігає свою будову, менше ущільнюється і краще зберігає вологу у верхніх шарах.
Наповнення ґрунту корисними елементами
Окрім азоту, бобові культури наповнюють поверхневий шар ґрунту калієм, кальцієм, фосфором.
Так, за допомогою ризосферних мікроорганізмів і кореневих виділень зернобобові культури переводять важкорозчинні фосфати ґрунту в доступні для рослин форми.
Менші ризики інфекційного навантаження
Більшість шкідників і хвороб зернобобових культур не вражає рослини інших сімейств, тому вони кращі як попередник зернових та інших наступних культур і з фітосанітарного погляду.
Короткий період вегетації
Більшість бобових, за винятком сої, мають короткий період вегетації. За рахунок цього можна оптимізувати агротехнічні роботи в господарстві, раціонально розподілити людські, технічні і фінансові ресурси. А ще — дати можливість землі відпочити. Наприклад, горох збирають у липні, сочевицю — в кінці липня, на початку серпня, квасолю і нут — теж у серпні. Тож до сівби озимих, для яких ці культури є найкращими попередниками, є ще час підготуватися і людям, і ґрунту.
А ще інтенсивне зростання і раннє змикання рядків забезпечують зернобобовим культурам суцільного посіву значну перевагу порівняно з багатьма бур’янами і досить високу чистоту полів від бур’янів після збирання врожаю.
Посухостійкість і жаростійкість
Оскільки у зернобобових більш заглиблена і розгалужена коренева система, вони можуть використовувати більшу кількість вологи, що міститься в глибоких шарах ґрунту, тож здатні краще витримати посуху. Що в сучасних умовах дуже актуально.
А глобальне потепління, як і «локальне» потепління, яке на наших територіях спостерігається в останні роки, змушує звернути увагу і на стійкість більшості зернобобових до високих температур. Особливо аграріям півдня.
Незамінність в органічному виробництві
Оскільки в органічному виробництві для живлення можна використовувати лише гній чи компост, то єдиним способом отримання азоту в органічному землеробстві залишається введення до сівозміни бобових.
Звісно, що кожна культура має свої особливості, розглянемо деякі з них.
Соя
Наразі — найбільша за площею бобова культура в Україні. У багатьох господарствах вирощується як одна з базових, адже в ній поєднались економічна й агрономічна складові.
Соя має здатність використовувати важкорозчинні сполуки з нижніх ґрунтових шарів, таким чином вона включає їх у кругообіг живлення наступних культур. Після себе соя залишає 60-80 кг/га азоту, 20-30 кг/га фосфору і 35-45 кг/га калію. Оскільки інокуляція сої є практично невід’ємною агротехнічною операцією, після себе вона також залишає насичений мікробіотою ґрунт.
Завдяки своїй глибокій і добре розгалуженій кореневій системі, соя забезпечує велику кількість кореневої біомаси, поліпшує характеристики ґрунту, підвищує його родючість, зберігає вологу. І проведені дослідження в різних країнах, і практика, показують, що соя як попередник позитивно впливає на урожайність наступних за нею пшениці та кукурудзи.
В одному із зарубіжних досліджень було встановлено, що 90-100% листя сої опадає під час фізіологічного дозрівання. Воно містить чистої речовини азоту близько 110 кг/га. Також під час тривалих досліджень сівозмін соя-кукурудза і соя-сорго було встановлено, що кукурудза і сорго отримали від сої 65 кг/га і 80 кг/га азоту відповідно. При дозріванні в коренях і основі стебла сої може міститися 37 кг/га азоту, і 30-68 кг/га в надземної частини рослин (за винятком насіння). Весь цей азот доступний для використання наступними культурами. У цьому дослідженні було встановлено, що кукурудзі, посіяної після сої, потрібно близько половини дози азотних добрив, від тієї, яку кукурудза потребувала б у разі монокультурної сівозміни.
Оскільки ця культура досить теплолюбна і водночас здатна утримувати вологу, то певний час дуже виручала аграріїв південних областей. Однак оскільки в останні роки погодні умови тут стають жорсткішими, посушливі періоди стають тривалішими, нестача вологи відбивається і на вирощуванні сої. З недоліків сої для сівозміни можна назвати більш пізні терміни збирання порівняно з іншими бобовими. А також «спільні» хвороби з деякими культурами. Наприклад, склеротиніоз, через який краще уникати «спарки» соя-соняшник.
Втім, попит на ринку і чималі переваги сої як попередника «закріплюють» сою в сівозмінах як одну з культур-лідерів за площами посівів. І своїх позицій вона здавати не збирається.
Горох
Опитані нами експерти вважають, що горох — незаслужено «відсунута» на межу з нішевими культура. Звісно, така ситуація склалася передусім через кон’юнктуру ринку. Але ця культура має багато переваг у сівозміні навіть порівняно з соєю. Після пшениці сіяли соняшник, знову ж таки, не застосовуючи азотних добрив. І отримували урожай насіння у межах 4 т/га.
Горох як попередник для озимих культур дає відразу кілька відчутних переваг. Насамперед приріст врожайності озимої пшениці після гороху вищий, ніж після інших культур. А також пшениця краще розвивається, менше хворіє, поліпшується баланс азоту, зменшується мінералізація гумусу, підвищується родючість ґрунту. Горох, як типовий представник бобових, має здатність накопичувати білок і формувати урожай способом фіксації азоту через бульбочкових бактерій. Це дає змогу обійтися обмеженим внесенням мінеральних азотних добрив. Процеси біологічної фіксації азоту відчутно сприяють збагаченню ґрунту органічною речовиною. Крім цього, пожнивні рештки гороху містять досить велику кількість фосфору і калію, а за рахунок короткого вегетаційного періоду він рано звільняє поле і утворюється певний проміжок часу для накопичення вологи. Цей момент дуже важливий при вирощуванні тієї ж озимої пшениці після гороху.
Загалом, накопичення біологічно зв’язаного азоту це головна властивість гороху. Але, крім цього, він переводить у більш доступні форми фосфор, що теж дуже важливо. Якщо ж порівнювати горох із соєю, то у них, наприклад, різна будова рослини. Горох формує основний масив своєї кореневої системи у верхньому шарі ґрунту — десь на 10-15 см. Може бути трошки глибше відгалуження. Тоді як коріння сої більш витягнуте і проникає на глибину до 2-2,5 м. Горох економніше використовує запаси вологи у ґрунті. Сої потрібно удвічі-втричі більше вологи, ніж гороху. Також насправді після гороху лишається все ж таки більше біологічно зв’язаного азоту. Тому горох кращий попередник для озимої пшениці.
Є також думка, що роль гороху (а також і сої) у вирощуванні на еродованих ґрунтах не оцінена належним чином. Завдяки симбіотичній фіксації атмосферного азоту, який є елементом першого мінімуму в таких ґрунтах, а також здатності мобілізувати і засвоювати важкодоступні форми поживних речовин, ці культури мають потужний фітомеліоративний потенціал.
Тож тут залишається лише сподіватися, що ринок нарешті повернеться обличчям до гороху і він посяде належне місце у сівозмінах вітчизняних аграріїв.
Квасоля
Також традиційно українська культура, якій довелося пережити кризу, яка лиш недавно отримала поки що невелике, але таки друге дихання.
Квасоля збагачує ґрунт азотом, поліпшує його структуру, рано звільняє поле, залишаючи після себе чисті від бур’янів площі, які можна використовувати під озиму пшеницю, ячмінь. Натомість сама вона має пізні терміни сівби, що полегшує організацію весняно-польових робіт. До того ж її можна використовувати для пересівання площ загиблих озимих культур.

24830, Вінницька область, Гайсинський район, с. Ольгопіль, вул. Центральна, 131