Анотація до роботи:

Шевчук І.В. Агроекологічна оцінка стану темно-сірих лісових грунтів Західного Лісостепу України та обґрунтування заходів їх покращення. – Рукопис.

Дисертація на здобуття ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16. – екологія. Державний вищий навчальний заклад „Державний агроекологічний університет.” Житомир, 2008.

Дисертація присвячена вирішенню актуального завдання – розробці методики оцінки агроекологічного стану темно-сірих лісових грунтів. Встановлено, що для цих грунтів притаманна суперечлива трансформація показників їх родючості, направленість яких до покращення обумовлюється нормами внесення органічних, мінеральних добрив і вапна. Отриманні математичні моделі які описують зміну показників родючості в часі на варіантах без добрив.

Результати досліджень показали, що за тривалого використання грунту без застосування добрив відбувається зменшення запасів гумусу гумусового горизонту. Органічна і органо-мінеральна системи застосування добрив навпаки збільшують ступінь гуміфікації органічної речовини.

На основі розробленої математичної моделі динаміки запасів вуглецю гумусу в темно-сірих лісових грунтах отримано залежність для розрахунку норм добрив, які забезпечують підтримання бездефіцитного балансу гумусу.

Доведено, що внесення в ці грунти мінеральних і органічних добрив та приорювання сидератів не супроводжується збільшенням у грунті важких металів, одночасно вони підвищують врожай сільськогосподарських культур при високій їх енергетичній ефективності та додатній рентабельності.

Розроблено методику оцінки агроекологічного стану темно-сірих лісових грунтів, яка базується на врахуванні метеорологічних, біологічних, агрофізичних та агрохімічних показників за шкалою в якій кожній із п’яти якісних показників має свої межі кількісних значень: еталонний до 10; добрий 10-20; допустимий 21-40; загрозливий 41-60; катастрофічний > 61. Проведено апробацію методики оцінки ІПАС. Для поліпшення агроекологічного стану темно-сірих лісових грунтів рекомендовано систему удобрення N₆₀ P₆₀ K₆₀ + сидерати.

У дисертаційній роботі вирішено одне із завдань концепцій сталого розвитку землеробства в Україні – оцінено вплив тривалого сільськогосподарського використання темно–сірих лісових грунтів на показники їх родючості та запропоновано методику оцінки їх агроекологічного стану. На підставі проведених досліджень встановлено, що:

1.Покращення агроекологічного стану темно-сірих лісових ґрунтів можливе лише за умов поліпшення агрофізичних, біологічних та агрохімічних показників родючості. При цьому інтегральний показник агроекологічного стану темно - сірих лісових ґрунтів повинен базуватися на показниках, які при зростанні покращують їх родючість та таких, що відображають інтенсивність прояву деградаційних процесів і зростання яких знижує їх родючість.

2. Використання темно–сірих лісових грунтів при внесенні низьких норм органічних та мінеральних добрив, порушені сівозмін та призупиненні їх вапнування супроводжується формуванням від'ємного балансу гумусу та мікроелементів, і як наслідок, погіршення всіх агроекологічних показників родючості цих грунтів. Встановлено, що інтенсивне використання впродовж 1960 – 2005 рр. темно–сірих лісових грунтів без внесення добрив супроводжується прискореним розвитком деградаційних процесів з втратою щорічно: гумусу – 0,007 %; фосфору – 0,26 мг/кг; калію 0,58 мг/кг грунту з одночасним зростанням кислотності на 0,22 одиниць рН.

3. Встановлено, що після освоєння темно-сірих лісових грунтів у перші 4 роки спостерігається процес турбулентних змін із зниженням запасів гумусу від 39 т/га до 34,5 т/га. У наступні роки під впливом внесення добрив настає процес рефрактерності. При цьому зростання вмісту гумусу за цей період складає в середньому на варіантах дослідження від 34,5 до 35,9 т/га. На варіанті І – процес рефрактерності відсутній, а має місце подальше зниження запасів гумусу. Розроблена математична модель гумусонакопичення в процесі освоєння та використання темно-сірих лісових грунтів, дозволяє достовірно здійснювати прогноз запасів гумусу у часі в залежності від системи їх удобрення.

4. Вміст валових і рухомих форм важких металів у профілі темно - сірих лісових грунтів збільшується із глибиною. Найвищий вміст валових і рухомих форм важких металів для цих грунтів встановлений для горизонту Hd i He, з вмістом для Pb – 3,9 мг/кг, Cd – 0,15 мг/кг, Zn – 12 мг/кг, Cu – 6,8 мг/кг, що не перевищує ГДК. Встановлено, що тривале використання органічних та мінеральних добрив призводить до збільшення вмісту валових і рухомих форм важких металів у верхніх шарах грунту у 1,2 рази. Найбільш виражені процеси накопичення важких металів відбуваються при внесенні мінеральних (N₆₀ Р₆₀ К₆₀) та органічних добрив (40 т/га гною). Вміст Mn, Zn, Cu у сільськогосподарській продукції на варіантах польового досліду не досягає межі токсичності, які накопичуються в рослинах.

5. Внесення в темно-сірі лісові грунти мінеральних добрив окремо і у поєднанні з гноєм та сидератами обумовлює суттєве підвищення врожаю сільськогосподарських культур у порівнянні з варіантами без добрив у тому числі: озимої пшениці на 2,7 т/га або 107 %; цукрових буряків на 20,26 т/га або 201 %; конюшини на 2,61 т/га к. о., або 166 %.

6. Зерно–траво–просапна польова сівозміна навіть без внесення добрив забезпечує високу енергетичну ефективність вирощування с/г культур на темно–сірих лісових грунтах (Ке = 34,11), а застосування добрив дозволяє збільшити цей показник на 8,4 % . Найвища енергетична ефективність вирощування сільськогосподарських культур досягається за умов застосування мінерально–органічних добрив, а найбільша рентабельність має місце при внесенні мінеральних добрив у поєднанні з органічними добривами та сидератами. Рівень рентабельності варіанту де вносили N₉₀ P₆₀ K₆₀ і приорювали сидерати при вирощуванні озимої пшениці становив 96 грн., а при вирощуванні цукрових буряків 90,8 грн. з 1 га, тоді як на варіанті N₉₀ P₆₀ K ₄₀ і 40 т/га гною рівень рентабельності складав 86 і 71,3 грн. відповідно.

7. Для умов темно-сірих лісових грунтів розроблено методику оцінки їх агроекологічного стану, яка базується на врахуванні метеорологічних, біологічних, агрофізичних та агрохімічних факторів і показниках родючості. Запропонована шкала для оцінки ІПАС в якій кожний з п’яти якісних показників має свої межі кількісних числових значень: еталонний до 10; добрий 10-20; допустимий 21-40; загрозливий 41-60; катастрофічний > 61.

8. Встановлено, що варіанти польового досліду за ІПАС оцінюються наступним чином: без добрив – 33 одиниці (допустимий стан на нижній межі); варіанти з внесенням мінеральних добрив у поєднанні з гноєм і сидератами – 25-25,8 одиниць (допустимий стан на верхній межі). Темно-сірі лісові грунти полів Рогізненської сільської ради більш суттєво відрізняються за показниками ІПАС, а саме: від доброго (20; поле № 3), допустимого (30,6 – 36,3; поля №1; №2; №4), до загрозливого (45; поле №5).

Рекомендації виробництву.

1. Для поліпшення агроекологічного стану темно-сірих лісових грунтів і призупинення деградаційних процесів рекомендується запроваджувати чотирипільну сівозміну та диференційовану систему удобрення:

за достатньої кількості гною вносити на 1 га сівозміни 10 т гною у поєднанні з рекомендованими нормами мінеральних добрив;

в умовах дефіциту гною слід застосовувати систему добрив мінеральні + сидерат.

Публікації за темою дисертації:

1. Шевчук І.В. Гумусовий стан і важкі метали в сірих лісових грунтах Лісостепу / Вісник УДАВГ, збірник наукових праць. В.1, ч.1, м. Рівне, 1998 р., с. 96- 99.

2. Клименко М.О., Веремеєнко С.І., Шевчук І.В. Забруднення грунтів Полісся важкими металами./Міжвідомчий тематичний науковий збірник, УДАВГ, м. Рівне, 1998 р. с. 92. (Здобувачем проведено аналіз вмісту важких металів у грунтах та розроблено висновки.)

3. Клименко М.О., Шевчук І.В. Важкі метали в сірих лісових грунтах та їх вплив на якість продукції / Українське Полісся: вчора, сьогодні, завтра. Збірка наукових праць. Луцьк, 1998 р., с. 171-172.(Здобувачем проведено лабораторні дослідження, розроблено висновки.)

4. Шевчук І.В. Органічна речовина в грунтах Лісостепу. / Вісник РДТУ, збірник наукових праць. В.2, ч.1, 1999 р., с.106-108.

5. Клименко М.О., Статник І.І., Шевчук І.В. Характеристика ґрунтового покриву басейну річки Горинь. /Вісник РДТУ, збірник наукових праць. В.1,ч.3, м. Рівне, 2000 р., с. 7-11(Здобувачем виконаний опис ґрунтового покриву та розроблені висновки).

6. Шевчук І.В. Прогноз динаміки процесів гумусонакопичення за допомогою методів математичного моделювання./ Вісник НУВГП, збірник наукових праць. В.2, м. Рівне, 2007 р., с. 137-144.

7. Шевчук І.В. Екотоксикологічна оцінка мінеральних добрив при використанні їх на темно-сірих лісових грунтах / Вісник НУВГП, збірник наукових праць. В.3, ч.1.,м. Рівне, 2007 р., с. 165 – 174.

8. Клименко М.О., Шевчук І.В. Екологічні проблеми темно-сірих лісових грунтів Західного Лісостепу / Тези IV міжнародної конференції студентів, магістрів, аспірантів „Сучасні проблеми екології”, м. Житомир, 2007 р., с. 107-108. (Здобувачем проведено обробку експериментальних даних та висновки).