Манівчук Георгій Васильович. Механізми відновлення саморегуляції, підвищення продуктивності, охорони та раціонального використання лучних агробіогеоценозів Українських Карпат : дис... д- ра біол. наук: 03.00.16 / Ужгородський національний ун-т. Кафедра ботаніки біологічного факультету. Кафедра економіки, менеджменту та маркетингу економічного факультету. — Ужгород, 2007. — 367арк. : іл.+ дод. — Бібліогр.: арк. 326-367.
Анотація до роботи:
Манівчук Г.В. Механізми відновлення саморегуляції, підвищення продуктивності, охорони та раціонального використання лучних агробіогеоценозів Українських Карпат. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. Інститут агроекології Української академії аграрних наук. Київ, 2007.
Дисертаційне дослідження присвячене розробці теоретико-методологічних та прикладних засад відновлення механізмів саморегуляції біотичних та абіотичних зв’язків в лучних агробіогеоценозах, які втрачено під впливом цілої сукупності антропогенних та природних чинників, з метою підвищення їх продуктивності та охорони видового різноманіття як основи стійкості до водної ерозії і трофічних зв’язків всієї гірської екосистеми.
Обґрунтована система біомеліоративних заходів, спрямованих на підвищення біотичної активності ґрунтів, реанімації деградованих гірсько-лучних і високогірно-полонинських угідь. Сформована концепція виробництва і використання біогенних добрив на базі місцевих ресурсів органіки та популяцій педобіонтів-редуцентів для їх переробки в біокомпости. Як вид біогенних добрив біокомпости насичені не тільки біофільними елементами, але і популяціями живої ґрунтової біоти, здатної до активної біодеструкції відмерлих решток у ґрунті, а відповідно, поліпшення трофічних умов у ньому. На цій основі одержала подальший розвиток теорія замкнутого колообігу біофільних елементів в агроекосистемі та можливість переходу на природоощадливі системи ведення лучнопасовищного господарства і виробництва безпечної для здоров’я людини та конкурентоздатної продовольчої продукції.
На підставі опрацювання монографічної літератури, аналізу думок і поглядів вчених з приводу порушених в дисертаційній роботі проблем, 20-річних стаціонарних досліджень, власних переконань ми прийшли до таких висновків.
Уперше доведена необхідність, можливість і шляхи відновлення механізмів саморегуляції екологічної рівноваги, добитися підвищення продуктивності та протиерозійної стійкості лучних агробіогеоценозів, що розміщені в унікальній мозаїці ландшафтів Карпатського рекреаційного регіону України та здійснення переходу на природоощадливі системи їх використання. В сучасних умовах під впливом антропогенних і природних чинників лучні агробіоценози не забезпечують потенційної продуктивності, а більша частина з них опинилася в стані появи типового екологічного бумерангу ерозійних процесів, деградації, токсикації та збіднення видового різноманіття.
Встановлено механізми підвищення біотичної активності ґрунтів шляхом насичення їх дощовими черв’яками, бактеріями, грибами для активізації біодеструкції органічних решток і біотичної акумуляції у ґрунтах стійких гуміфікованих сполук, що не піддаються швидкому вимиванню і здатні утримувати легко засвоювані рослинами компоненти кореневого живлення у ризосферному горизонті, а відповідно, сприяти нарощуванню динаміки продукційного процесу лучних біогеоценозів за рахунок більш ефективного використання екологічних ресурсів гірської агроекосистеми – енергії Сонця, СО2, азоту атмосфери, накопичених ресурсів гумусу.
Лучні біогеоценози як складові компоненти агроекосистеми Карпат з вираженою дрібноконтурністю угідь знаходяться в тісному контакті з природними лісовими й водними екосистемами та наявними в них грибними і ягідними угіддями та іншими ресурсами. Застосування нетрадиційних добрив (мінеральних) призводить до їх забруднення, яке через міжекосистемні зв’язки поширюється в природні екосистеми. Уникнути цього можна за рахунок застосування біогенних добрив, що насичені біофільними елементами. Біогенні добрива (біокомпости), що насичені дощовими черв’яками, бактеріями, грибами як трофічне середовище для педобіонтів мають цілий ряд переваг над мінеральними, здатні активізувати біодеструкцію органічних решток і цим самим забезпечити біомеліорування ґрунтів, покращити повітряний, гідрологічний, мікробіологічний і поживний режим в них, створити сприятливі умови для проростання наявного в стані анабіозу насіння лучних трав і на цій основі зрушити в позитивний бік сукцесії в лучних фітоценозах, збільшити видове біорізноманіття та відновити екологічну рівновагу в них, уникнути залучення в біологічний колообіг канцерогенів.
Біомеліоративне поліпшення лучних угідь за допомогою біокомпостів в дозі 15-20 т/га забезпечує більш ефективне використання енергії сонця, СО2, азоту атмосфери, накопичених ресурсів гумусу, що сприяє інтенсифікації продукційного процесу, вищій біологічній продуктивності лучних агробіогеоценозів. Зростає домінування популяцій рослин з протиерозійними і кормовими якостями, їхня висота, покриття площі. На місці низькопродуктивних біловусникових угруповань у перший рік після застосування біогенних добрив формуються різнотравно-злаково-бобові, а в другий і третій – бобово-злаково-різнотравні фітоценози. Врожайність травостоїв зростає з 43,6 до 95,8 ц/га, або більш ніж у 2 рази – 219,7 %.
Травостої гірських лук, що сформовані в умовах застосування біогенних добрив, характеризуються розмаїтістю видового складу. Частка малоцінних злакових рослин зменшується з 77,8 % до 21,2 %, домінують найбільш цінні в кормовому відношенні рослини – тонконіг лучний, мітлиця тонка, грястиця збірна, тимофіївка лучна. Частка бобових трав зростає до 34,2 %, серед яких переважають конюшина лучна, к. повзуча, к. гірська, лядвенець український. Частка різнотравних рослин збільшується до 43,9 %, у їхньому складі наявні високоароматні представники складноцвітих, дзвоникових, зонтичних, губоцвітих, звіробійних і ін. Усе це підвищує духмяність лучних трав, особливо сіна, його поїдаємість, кормову цінність.
Внесення біогенних добрив – компосту, насиченого деревним попелом (1/3) 15 т/га призводить до збільшення врожайності (полонинських) трав з 27,8 до 57,7 ц/га в перший рік і 60 ц/га в другий рік дії добрив. При цьому позитивна дія біогенних добрив триває 3-4 роки, у той час як мінеральних – тільки 2 роки. Частина сильно деградованих полонинських угідь, особливо в зонах, що примикають до верхньої межі лісу, можуть бути успішно відновлена за допомогою чагарникових насаджень верби козячої, вільхи зеленої, горобини звичайної з одночасним внесенням невеликих доз біогенних добрив (компостів, насичених деревним попелом 7-8 т/га). Це забезпечувало подвоєння величини урожаю (55,6 ц/га).
Специфіка гірського рельєфу Карпат, схильність до розвитку ерозійних процесів, вимивання поживних речовин із ґрунтового шару, порушення балансу гумусу вимагає поступового залуження частини просапних агробіогеоценозів з метою їх біотичної реанімації і посилення ерозійної стійкості. Залежно від рівня еродованості площ, глибини, структури і біоенергетичного потенціалу ґрунтового профілю, залуження потрібно проводити посівами бобово-злакових трав та насінням рослин з цінними протиерозійними властивостями з місцевої флори.
Підвищення продуктивності лучних агробіогеоценозів завдяки застосуванню природоощадливих технологій їх використання дозволяє одержати інтегральну сукупність екологічних, економічних і соціальних ефектів, тобто отримати суму позитивної ефективності завдяки відновленню механізмів саморегуляції ценозів, припинення проникнення в них шкідливих речовин, знизити інтенсивність ерозійних процесів, збільшенню видового різноманіття. На цій основі отримується біологічна повноцінна, ароматна та екологічно безпечна сільськогосподарська продукція.
Відновлення природних механізмів саморегуляції екологічного балансу дозволяє зберегти, відновити і примножити видове різноманіття педобіонтів, фітоценозів та зооценозів у лучних агробіогеоценозах і цим самим підсилити їх стійкість як до природних стихій, так і до антропогенних навантажень. Основним засобом досягнення саморегуояції є використання біогенних добрив, насичених біофільними елементами.
Ефективно використовувати екологічно реанімовані агробіогеоценози можна за допомогою впровадження комплексу інновацій. Насамперед, це стосується інновацій в організацію виробництва нових або істотно поліпшених за якістю видів конкурентоздатної продукції як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринку. З цією метою такі організаційні форми виробництва, як агропромислові екофірми, біопідприємства, фермерські екогосподарства здатні забезпечити дифузію інноваційних процесів у виробництво біогенних добрив, технологію відтворення родючості гірських ґрунтів, їх біомеліоративне поліпшення, організацію, управління процесами виробництва екологічно безпечної продукції, формування для неї тарного господарства, упаковки і всієї системи маркетингу серед суміжних товаровиробників.
Враховуючи прикладну значимість цих положень для Карпатського регіону нами підготовлені пропозиції для місцевих органів самоврядування, сільгосппідприємств і господарств.
Публікації автора:
Монографії
Екологічно ефективні системи підвищення продуктивності лучних біогеоценозів Карпат. – К.: Наукова думка, 2003. – 295 с.
Екологічні системи аграрного виробництва в Карпатах. – Ужгород: Закарпаття, 1996. – 276 с.
Манівчук Ю.В. Екоефективні системи підвищення продуктивності лучних агробіогеоценозів Карпат // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія – Ужгород, 2000. – № 8 – С. 145-149.
Манівчук Ю.В. Агроекосистема як антропогенізоване утворення в довкіллі Карпат, проблеми її охорони та підвищення продуктивності // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2001. – № 9 – с.48-50.
Манівчук Ю.В. Екологічна інтерпретація ролі і місця біофільних елементів у трофічних ланцюгах лучних біогеоценозів // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2001. – № 11. – С. 98-101.
Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні засоби активізації продукційного процесу в лучних біогеоценозах Карпат // Науковий вісник Київського університету. Сер. біологія. – Київ, 2001 – № 34. – С. 50-53.
Манівчук Ю.В. Екологічні погляди на системи охорони, відтворення й використання біорізноманіття лучних біогеоценозів Карпат // Вісник Харківського національного університету. – Харків, 2002. - № 563 Геологія-географія-екологія. – С. 278-283.
Манівчук Ю.В. Продукційний процес і сукцесійні зміни в лучних фітоценозах Карпат під впливом дії екологічно ефективних біогенних добрив // Екологія та ноосферологія. – 2002. – 11, № 1, 2. – С. 69-76.
Манівчук Ю.В. Роль біогенних добрив у відновленні екологічного балансу лучних ґрунтів Карпат, їх родючості та гідроакумулюючої функції // Екологія та ноосферологія. – 2002. – 12, № 3, 4. – С. 71-78.
Манівчук Ю.В. Екологічно ефективна система біомеліорації гірських ґрунтів Карпат за допомогою біокомпостів // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – 2003. – № 13. – С. 92-95.
Манівчук Ю.В. Еколого-біологічний механізм профілактики деградації та реанімації депресивних лучних біогеоценозів // Екологія та ноосферологія. – 2005. – Т. 16. – № 1-2. – С. 38-43.
Манівчук Ю.В. Агросфера як компонент ноосфери та необхідність її екологізації в Карпатах. // Екологія і ноосферологія. – 2006. – Т.16. – №3-4. – С. 95-102.
Манівчук Ю.В. Біоекологічна індикація трофічності ґрунтів лучних біогеоценозів в системі їх біомеліорації // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2005. - № 16. – С. 53-55.
Манівчук Ю.В. Екологічна стійкість лучних біогеоценозів Карпат та шляхи її посилення в умовах зростаючого антропогенного навантаження // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія, 2006. – № 18. – С. 153-156.
Манівчук Ю.В. Трофічні ланцюги в лучних біогеоценозах і роль біогенних добрив у їх формуванні // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2006. – № 19. – С.214-217.
Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні засоби підвищення продуктивності медоносних рослин лучних фітоценозів // Науковий вісник Чернівецького університету. Сер. біологія. – 2006. – Вип. 298. – С. 89-100.
Манівчук Ю.В. Вплив біогенних добрив на збереження і розширення біорізноманіття лучних біогеоценозів та їх екологічну стійкість в . Українських Карпатах // Аграрна наука і освіта. – 2006. – Т.7. – № 3-4. – С. 17-23.
Манівчук Ю.В. Зміна ролі Carlina acaulis L. у сукцесійних процесах лучних біогеоценозів під впливом біогенних добрив // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. Біологія. – 2007. – Вип. 20. – С. 40-44.
Манівчук Ю.В. Екологічні погляди на систему охорони та перспективи господарського використання лучних біогеоценозів Українських Карпат // Агроекологічний журнал. – 2007. - № 2. – С. 46-52.
Манівчук Ю.В. Екологічні інновації в систему охорони і господарського використання агробіогеоценозів Карпат // Агроекологічний журнал. – 2007. - № 3. – С. 71-77.
Статті в наукових збірниках
Манівчук Ю.В. Протиерозійна та лісовідновна роль хаменерію вузьколисного // Про охорону природи Карпат. – Ужгород: Карпати, 1973. – С. 60-67.
Манивчук Ю.В. Усиление биологических факторов повышения продуктивностb кормовых угодий и их эффективность Проблемы повышения эффективности производства и управления качеством продукции. – Киев-Ужгород, 1989. – С. 201-206.
Манівчук Ю.В. Еколого-біологічні основи виробництва і використання біогенних добрив // Проблеми економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового експерименту. – Київ-Ужгород. 1994. – С. 113-188.
Манівчук Ю.В. Екологічні принципи відтворення ресурсу родючості гірських грунтів і ведення аграрного виробництва в Карпатах // Проблеми економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового експерименту. – Київ-Ужгород, 1994. – С. 78-84.
Манівчук Ю.В. Обґрунтування соціально-економічних потреб переходу аграрного виробництва на екологічні системи ведення // Проблеми економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового експерименту: науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород, 1995. – Вип. 11. – С. 120-122.
Манівчук Ю.В. Організаційно-економічні аспекти виробництва екологічно чистої продукції сільського господарства в Карпатах // Проблеми економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового експерименту: науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород, 1995. – Вип. 11. – С. 123-126.
Манівчук Ю.В. Соціально-економічна ефективність виробництва екологічно чистої продукції сільського господарства в Карпатах // Науковий вісник Ужгородського ун-ту. – Сер. економіка. – 2002. – Вип. 12. – С. 10-17.
Періодичні науково-виробничі видання та довідники
Манівчук Ю.В. Концептуальні підходи до подолання екологічної кризи в аграрному виробництві Карпат // Хімічна промисловість України. – 1996. - № 1. – С. 32-33.
Манівчук Ю.В., Попович П.П., Гуменюк Г.Д. та ін. Сировинні ресурси комбікормового виробництва: Довідник. – Ужгород: “Карпати”, 1982. – 176 с.
Роль органів місцевого самоврядування в екологічному оздоровленні навколишнього середовища / Довідник для депутатів та голів Рад. – Ужгород, 1996. – С. 153-162.
Тези і матеріали конференцій
Манивчук Ю.В., Попик И.Н., Горват И.М. Некоторые аспекты эколого-экономической эффективности осушительно-оросительных мелиораций в Закарпатской области // Эеологические и экономические аспекты мелиорации. Тезисы докладов VIII Всесоюзной конференции по мелиоратиыной географии (4-6 октября 1988) – Таллин, 1988. – Т. ІІ. – С. 117-119.
Манівчук Ю., Мателешко О. Екологічні принципи відтворення і охорони фітоценозів кормових угідь // Матеріали міжнародного регіонального семінару “Охорона довкілля: сучасні дослідження в екології і мікробіології”. – Ужгород, 1997 – Час. 1. – С. 478-481.
Манівчук Ю.В. Проблеми охорони агроекосистеми на сучасному етапі // Мат. міжнар. регіон. семінару “Охорона довкілля: сучасні дослідження в екології і мікробіології”. – Ужгород, 1997 – Ч. 2. – С. 405-407.
Манівчук Ю.В. Екологічне оздоровлення рекреаційної території регіону // Матеріали науково-практичної конференції “Розвиток рекреаційно-туристичного комплексу Закарпаття: шляхи і перспективи”. – Ужгород, 1997. – С. 179-183.
Манівчук Ю.В. Об’єктивна необхідність і перспективи виробництва екологічно чистої продукції АПК в Закарпатті // Матер. наук.-практ. конф. “Економіка Закарпаття сьогодні і завтра: шляхи виходу з кризи”. – Ужгород, 1997. – С. 162-165.
Манівчук Ю.В. Екологічно чиста сировина – стратегічна основа розвитку харчової промисловості та конкурентності її продукції // Мат. регіон. наук.-практ. конф. “Сучасний стан, напрями відновлення та перспективи розвитку харчової і переробної промисловості”. – Ужгород: Патент, 1998. – С. 78-83.
Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні системи відтворення біорізноманіття фітоценозів кормових угідь у Карпатах // Матер. міжнар. наук.-практ. конф., присвяченої 30-річчю Карпатського біосферного заповідника “Карпатський регіон і проблеми сталого розвитку”. 13-15 жовтня 1998 р. Україна, Рахів. – 1998. – Т. 2. – С. 100-103.
Манівчук Ю.В. Екологічно-ефективне оновлення аграрного сектора – основа стійкого розвитку рекреаційного регіону / Матеріали регіональної наук.-практ. конф. “Стратегія сталого розвитку Закарпаття: еколого-економічні та соціальні моделі”. 30 листопада 2001 р. – С. 309-314.
Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні системи збереження і відтворення біорізноманіття лучних біогеоценозів Карпат // Матер. міжнар. конф. “Гори і люди” (в контексті сталого розвитку). 14-18 жовтня 2002 р. Україна, Рахів. – 2002. – Т. 2. – С. 375-379.
Манівчук Ю.В. Організаційні форми, система та соціально-економічна ефективність виробництва екологічно чистої сільгосппродукції в Карпатах / Третя Міжнародна наук.-практ. конф. “Економічні проблеми виробництва та споживання екологічно чистої агропромислової продукції (ЕП-2003). – Суми: “Козацький вал”, 2003. – С. 74-76.
Манівчук Ю.В., Мателешко О.Г. Екологічні та соціально-економічні наслідки застосування техногенно-інтенсивних систем ведення аграрного виробництва в Карпатах та шляхи їх полдолання / Матеріали Міжнар. наук.-практ. конф. “Екологічні та соціально-економічні аспекти збереження етнокультури та історичної спадщини Карпат”, 1-5 вересня 2005 р. – Рахів, 2005. – С. 216-221.
Спільні наукові видання України та інших країн
Манівчук Ю.В., Матенлешко О.Г. Біомеліоративні прийоми управління родючістю грунтів Карпат та їх екологічна ефективність // Проблеми економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового експерименту. Науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород-Ніредьгаза, 2004. – Вип. 20. – С. 51-58.
Манівчук Ю.В. Екологічні проблеми аграрного виробництва в Карпатах // Наукові доповіді учасників українсько-польського семінару в м.Ужгороді “Проблеми співробітництва прикордонних територій України в Пользщі”. – Варшава-Київ, 1995. – С. 231-239.
