Основні причини погіршення якості земельних ресурсів України та заходи боротьби з ними

Порушення (руйнування) ґрунтів — складний комплекс антропогенних і природних процесів зміни фізико-хімічних і механічних характеристик ґрунту. Як правило, першою причиною порушення ґрунтів е процеси, ініційовані діяльністю людини (це, наприклад, механічна обробка ґрунтів, трансформація шарів землі в будівництві, переущільнення ґрунтів унаслідок діяльності транспорту, випасання худоби, зрошення або інші зміни режиму ґрунтових і поверхневих вод, забруднення ґрунтів та ін.). Результати цих первинних змін можуть багаторазово посилюватися під впливом природних чинників, наприклад, вітру, дощових потоків тощо (рис. 6.2). Тобто ґрунт — дуже складна і вразлива система, що формувалася протягом століть, але може бути зруйнована шляхом неправильних дій людини за лічені роки, місяці і навіть дні^*73.

*73: {Мельник Л.Г. Екологічна економіка. – Суми: Університет. книга, 2003. – С. 48. }

Несприятливі природно-антропогенні процеси — це зсуви, ерозія, суфозія, дефляція, карст, селі, засолення, підтоплення, просідання тощо. За 1960—2000 рр. кількість випадків вияву небезпечних процесів в Україні збільшилася в середньому у 3—5 разів. На 80 % міських територій спостерігається вияв близько 20 видів небезпечних для населення природно-антропогенних процесів, серед яких загрозливими залишаються підтоплення, зсуви, абразія, карст. Найефективніше вони виявляються у Волинській, Тернопільській, Хмельницькій, Вінницькій, Одеській, Херсонській областях та Автономній Республіці Крим. Майже у 2240 населених пунктах підтоплюється 800 тис. га земель, а в 200 — зареєстровано зсуви, карсти та ін. В Івано-Франківській, Закарпатській областях та в АР Крим на 70 % гірських водозаборів, переважно в низькогір'ї, розвинуті селеві процеси.

Рис. 6.2. Площі та ступінь зменшення родючості орних ґрунтів України^*74

*74: {Медведєв B.В., Лактіонова Т.М. Стан робіт з моніторингу ґрунтів в Україні // Еколог, вісн. — К.: Всеукр. еколог, ліга, 2003. — Травень — червень. — С. 8—10.}

Ерозія ґрунтів. Ерозія має найбільший руйнівний вплив на ґрунти. Ерозія ґрунтів — це процес захоплення часток ґрунту та їх виношування водою або вітром, а також процес руйнування верхніх, найродючіших шарів ґрунту. Фактична еродованість земель в Україні становить 57,4 %; з них 32 % площ зазнають вітрової, 3,4 % — сумісної дії водної та вітрової ерозій, 22 % — водної ерозії. Найбільше еродованих ґрунтів у Донецькій (70,6 %), Луганській (62) та Одеській (56) областях. Залежно від переваги тих чи інших факторів, що впливають на ерозійні процеси, вирізняють такі форми ерозії ґрунтів:

— водна ерозія, яка починається з крапельної, тобто під дією дощових крапель. Коли вода стікає по поверхні, вона підхоплює та несе частки ґрунту. Таке рівномірне їх вимивання з поверхні називається площинною ерозією. Якщо в результаті вимивання утворюється багато дрібних річищ, ерозію називають струминною, а коли утворюється декілька великих — яружною. Тобто унаслідок ерозії земля може втрачати родючість доти, доки не перетвориться на пустелю, тобто відбувається її спустелювання;

— механічна (агротехнічна) — відбувається у зв'язку з механічною обробкою ґрунтів. Побічним результатом може бути систематичне зрушення ґрунту вниз по схилу внаслідок роботи сільськогосподарських машин і знарядь під час оранки. Надзвичайно небезпечною є механічна обробка ґрунтів уздовж схилу, адже після глибокої оранки дощ, вітер і гравітаційні сили можуть зруйнувати землю за лічені місяці (а за сильного дощу — навіть за годину можуть вимити яр);

— будівельна ерозія спричиняється порушенням трав'яного покриву будь-якими будівельними роботами;

— транспортна є наслідком порушення рослинності транспортними засобами;

— пасовищна виникає у зв'язку з ослабленням трав'яного покриву під впливом витоптування та поїдання тваринами. Надмірний випас визначається тим, що трава поїдається швидше, ніж може відновлюватися; результатом є її відмирання, оголення ґрунту та дія на нього ерозії;

— вітрова ерозія (дефляція, видування) відбувається у результаті перевідкладення ґрунтових часток повітряними потоками; під час сильної дефляції виникають пилові бурі;

— хімічна є наслідком нагромадження в ґрунтах окремих хімічних компонентів (мінеральних добрив, отрутохімікатів тощо), які руйнують структуру ґрунту.

Під впливом діяльності людини виникає прискорена (ексцесивна) ерозія, що часто зумовлює повне руйнування ґрунтів. При цьому втрати компонентів ґрунту не компенсуються та відбувається різке зниження його родючості. Руйнування ґрунту здійснюється у сотні й навіть тисячі разів швидше, ніж під час природних ерозійних процесів. У природних умовах родючість ґрунту постійно підтримується тим, що взяті рослинами поживні речовини знову потрапляють у ґрунт із опадами, мінералізуються та знову збагачують його. У сільському господарстві у ґрунт повертається лише незначна частина біомаси, інша — збирається під час урожаю. Особливо сильно виснажують ґрунт монокультури. Розвитку ерозії також сприяє знищення лісів, яке позбавляє ґрунт захисного шару.

У середньому ґрунт формується зі швидкістю майже 12,5 т/га в рік, що становить його шар товщиною близько 0,4 см. Таким чином, ґрунти можуть витримати ерозію з такою самою швидкістю, залишаючись у стані рівноваги. На жаль, на переважній більшості ґрунтів цей баланс порушений.

Серед основних заходів щодо запобігання ерозії та боротьби з нею вирізняють такі:

— організаційно-господарські — заходи, що визначають використання ґрунтів лише з огляду на їх придатність для тих чи інших цілей. Вони мають забезпечувати правильну структуру посівних площ та сівозмін, їх розміри та конфігурацію, а також обмеження випасу. До цієї групи заходів належать профілактичні та спеціальні заходи. Профілактичні полягають у забороні: 1) використання авіації для внесення добрив і обробки пестицидами; 2) застосування легкорозчинних отрутохімікатів та мінеральних добрив; 3) розорювання земель і знищення деревно-чагарникової або трав'янистої рослинності на ерозійно-небезпечних ділянках; 4) внесення добрив на сніговий покрив і мерзлий ґрунт; 5) складування добрив на полях тощо. Спеціальні заходи передбачають раціональну (з екологічного погляду) організацію території та комплексне водо-регулювання у межах водозабору;

— протиерозійні агротехнічні заходи, що сприяють поліпшенню поглинальної здатності ґрунту, його стійкості до розмивання та видування. Це, наприклад, глибоке орання, обробка ґрунтів поперек схилів, снігозатримання, терасування схилів тощо;

— протиерозійні гідротехнічні заходи забезпечують повне або часткове затримання поверхневого стоку, запобігання концентрації водних потоків, які спричинюють водну ерозію;

— лісо- та лукомеліоративні заходи — залуженню підлягають днища балок, ярів, еродовані схили, буферні смуги на орних землях. Система захисних лісових насаджень має бути постійно діючим елементом ґрунто- і водоохоронних заходів. Лісові насадження мають вигляд смуг й окремих масивів, що створюють меліоративний ефект і забезпечують регулювання та очищення поверхневого стоку.

Окрім ерозії, найістотнішими причинами погіршення якості земельних ресурсів в Україні є: 1) вторинне засолення ґрунтів; 2) підтоплення та висушування земель; 3) антропогенно-техногенне забруднення ґрунтів (рис. 6.3).

Вторинне засолення ґрунтів. Його причиною є, як правило, високе піднімання мінералізованих ґрунтових вод унаслідок порушення водного балансу території. Це звичайно притаманне для нераціонально зрошуваних земель. Засолення ґрунтів — одна з форм їх забруднення, визначається як підвищення вмісту в ґрунті легкорозчинних солей (карбонату натрію, хлоридів та сульфатів). Ґрунти вважаються засоленими, якщо в них міститься понад 0,1 % ваги токсичних для рослин солей або 0,25 % солей у щільному залишку.

Серед заходів боротьби із вторинним засоленням ґрунтів основними є такі:

— правильна організація сівозмін;

— правильна обробка ґрунту з метою підтримки його структури;

— створення лісопосадок;

— правильний режим зрошування;

— раціональна організація витрачання води та запобігання її втратам;

— меліоративні заходи (створення дренажних сіток тощо). Меліорація — соціально необхідний фактор перетворення ландшафтів. Вона здійснюється для регіонів, ландшафти яких потребують коректування низки властивостей і динамічних процесів, що ускладнюють використання їхнього біотичного потенціалу. Основне призначення меліоративних заходів полягає у підвищенні біопродуктивності геосистем і забезпеченні регуляції їх біопродукційних процесів. Реалізація цих заходів означає задоволення ряду соціально-економічних потреб, серед яких найважливішими є такі: отримання додаткової продукції рослинництва і тваринництва на меліорованих землях, підвищення економічності й ефективності сільського господарства шляхом оптимізації його галузевої та територіальної структур, збільшення продуктивних статей водного балансу регіону та ін.^*75

*75: {Гавриленко О.П. Геоекологічне обґрунтування проектів природокористування: Навч. посіб. – К.: Ніка-Центр, 2003. – С. 218. }

 

Провідний вид меліорації — водна, але одночасно може здійснюватися комплекс меліорацій різних видів. Останні можуть мати як самостійне значення, так і виконувати роль посилювача ефекту водної меліорації. Наприклад, планування полів (земельна меліорація) забезпечує рівномірне та глибоке промочування ґрунту водою на зрошуваному полі, що запобігає вторинному засоленню й заболоченню.

Підтоплення земель — це процес збільшення природної вологості ґрунтів понад 80 % повної їхньої вологомісткості, що відбувається під впливом примусового піднімання рівня ґрунтових вод в зону аерації. Підтоплення зумовлює не тільки бездумне спорудження водосховищ. Значна частина підтоплених земель утворюється унаслідок порушення норм поливання у процесі зрошення, витікання води у зрошувальних мережах, технічної недосконалості проектів зрошення. Особливо інтенсивно підтоплення відбувається у перші 2—3 роки після початку функціонування зрошувальної системи.

Чимало земель виявляються підтопленими у зв'язку зі створенням котлованів, траншей та зведенням інших земляних споруд. У них накопичуються поверхневі та дощові води, що потім поєднуються з підземними, проникають у породи, спричинюють їх обводнення та підвищують рівень ґрунтових вод. Окрім цього, до підтоплення можуть призвести й різні земляні роботи, під час яких утворюються насипні об'єкти (насипи, відвали). У насипних ґрунтах створюються сприятливі умови для конденсації водяної пари; крім того, такі об'єкти можуть перешкоджати природному стоку поверхневих вод і фактично зумовити виникнення штучних джерел водозбору^*76.

*76: {Мельник Л.Г. Екологічна економіка. – Суми: Університет. книга, 2003. – С. 51. }

Підтоплення також можливе у зв'язку з порушенням структури верхнього шару ґрунту внаслідок зняття рослинного покриву та викорчовування кореневої системи. Поверхневі ґрунти втрачають природний захисний шар, що призводить до збільшення кількості вологи в породах шляхом ліпшої проникності поверхневих ґрунтів і до збереження вологи в породі внаслідок браку її транспірації рослинністю (рис. 6.4). Процеси стійкого довготривалого підтоплення земель називаються заболочуванням.

Висушування земель — це процес появи в літологічному профілі повітряно-сухих ґрунтів і зменшення природної вологості до показника менше 60 % повної вологомісткості. Висушування спричинює зниження родючості ґрунту, сприяє розвитку ерозійних процесів. Його негативний вплив на сільськогосподарські землі починається під час зменшення рівня ґрунтових вод до 1,8 м. Причинами висушування земель можуть бути гірничі роботи, що супроводжуються утворенням западин і балок, а також недоліки у меліоративному проектуванні.

До висушування земель можуть призводити регулювання стоку рік та збільшення глибини водойм, що інтенсифікує підземні стоки і тим самим спричинює зменшення обводення. Ще однією причиною можливого висушування є вирубка лісових насаджень, що зумовлює активізацію процесів випаровування з поверхні, а отже, і зниження рівня ґрунтових вод. Осушені землі в Україні налічують 3,3 тис. га (7,8 %). Осушення ґрунтів застосовується переважно у вологих поліських районах і на Закарпатті. У зв'язку з браком достатніх коштів на підтримання в належному стані осушувальних систем відбувається зменшення ефективності їхнього функціонування, що спричинює заболочення, погіршення функціональних властивостей та продуктивності ґрунтів.

 

Антропогенне забруднення ґрунтів — це наслідок техногенної міграції елементів. Основними забруднювачами ґрунтів е метали та їх сполуки, радіоактивні елементи, добрива та пестициди. У зв'язку з тим, що самоочищення ґрунтів майже не відбувається (порівняно з атмосферами та водами) або швидкість його дуже мала, токсичні речовини накопичуються, що призводить до поступової зміни хімічного складу ґрунтів. Звідти токсичні речовини потрапляють в організми тварин і людей. Забруднення ґрунтів — процес привнесення чи виникнення в ґрунті нових, звичайно не характерних для нього фізичних, хімічних чи біологічних агентів, або перевищення за певний час середнього багаторічного природного рівня концентрації перелічених агентів.

Серед забруднювальних речовин за масштабами забруднення і впливу на біологічні об'єкти особливе місце займають важкі метали, які відіграють важливу роль в обмінних процесах, але у високих концентраціях зумовлюють забруднення ґрунтів, шкідливо впливають на агроекосистеми. Токсична дія важких металів може бути прямою та опосередкованою. Небезпека, що виникає унаслідок забруднення важкими металами, посилюється ще й слабким виведенням їх з ґрунту.

Рівень забруднення ґрунтів контролюється різними нормативами. Розрізняють санітарно-гігієнічне, екологічне та соціально-економічне нормування. В основі санітарно-гігієнічного нормування лежать граничнодопустимі концентрації речовин, що характеризують таку кількість шкідливих речовин у середовищі, яка практично не впливає на здоров'я людини та її нащадків. Використовують також такий показник, як граничнодопустимий викид.

Сутність екологічного нормування полягає у вивченні дії забруднювальних речовин не на окремі організми, а на систему загалом. У цьому разі передбачається отримання оптимальної біопродуктивності за мінімального впливу на навколишнє середовище. Критерієм впливу є показник граничнодопустимого екологічного навантаження, тобто такий рівень навантаження, за якого зберігається нормальне функціонування екосистеми.

У контексті погіршення якості земельних ресурсів України потрібно згадати і про екологічні проблеми хімізації сільського господарства. За класифікацією ФАО, до сучасних агрохімікатів належать засоби хімізації сільського господарства, які мають великий вплив на агроценози та їх продуктивність. Серед них розрізняють: мінеральні добрива, хімічні засоби захисту рослин, регулятори росту рослин, штучні структуроутворювачі ґрунту тощо. Застосування органічних та мінеральних добрив — одна з основних умов збільшення обсягів урожайності сільськогосподарських культур, а також важлива ланка технологій їх вирощування.

Несприятливий вплив добрив на навколишнє середовище, ті чи інші компоненти агроценозів може бути різним: забруднення ґрунтів, поверхневих і ґрунтових вод, посилення евтрофікації водойм, ущільнення ґрунтів; порушення кругообігу та балансу поживних речовин, погіршення агрохімічних властивостей і родючості ґрунту; погіршення фітосанітарного стану посівів та розвиток хвороб рослин, зменшення продуктивності сільськогосподарських культур і якості отриманої продукції тощо.

Для більшості мінеральних добрив характерна фізіологічна кислотність, тому їх застосування у надмірних кількостях зумовлює розвиток процесів підкислення ґрунтів. Надлишок мінеральних добрив спричинює порушення в біологічній компоненті ґрунтів, унаслідок чого порушуються процеси трансформації органічної речовини. Крім того, збільшується частка мікроскопічних грибів у структурі мікробного ценозу, що загрожує небезпекою утворення мікотоксинів у ґрунті, продуктах харчування тощо.

Надмірні дози азотних добрив можуть призвести до зменшення родючості ґрунтів та забруднення продуктів харчування. Надмірне накопичення нітратів у рослинах зумовлено комплексом факторів. При цьому найважливішу роль відіграють дози внесених добрив, а також їх форми, терміни збирання врожаю та ін. Азотні добрива також забруднюють природні води.

Фосфорні добрива — це в основному водорозчинні види, що найлегше засвоюються рослинами: суперфосфат і подвійний суперфосфат, амофос, нітроамофоска тощо. Разом із фосфорними добривами у ґрунт потрапляє багато токсичних елементів, які є малорухомими в ґрунтовому середовищі. Крім того, у фосфорних добривах містяться токсичні сполуки фтору. Калійні добрива також можуть негативно впливати на довкілля.

Пестициди (від лат. pestis — зараза й caedo — убиваю) — токсичні речовини, їх сполуки або суміші речовин хімічного чи біологічного походження, призначені для знищення, регуляції та припинення розвитку шкідливих організмів, унаслідок діяльності котрих уражаються рослини, тварини, люди і завдається шкода матеріальним цінностям, а також гризунів, бур'янів, деревної, чагарникової рослинності, засмічуючих видів риб^*77. Уже понад 100 років хімічні засоби захисту рослин мають велике значення у боротьбі зі збудниками хвороб, комахами-шкідника ми та бур'янистою рослинністю. Втрати врожаю у зв'язку з цим становлять від 24 до 47 % (рис. 6.5).

*77: {Закон України "Про пестициди й агрохімікати" від 2 березня 1995 р. №86/95-ВР // ВР. – 1995. - №14. – Ст. 1}

У світі нараховується понад 1000 хімічних сполук, на основі котрих випускають десятки тисяч форм пестицидів. Це отрутохімікати, що називаються пестицидами. Переважна більшість пестицидів — кумулятивна отрута, токсична дія якої залежить не лише від концентрації, а й від тривалості впливу. Пестициди, що використовуються з метою боротьби зі шкідниками, поділяють на три групи:

— рослинного, грибного і бактеріального походження, вони не є чужорідними для природи, тому техногенне навантаження від них мінімальне;

— пестициди неорганічних препаратів — міді, заліза тощо;

— пестициди промислового органічного синтезу — органічні сполуки хлору, фосфору, ртуті. Це отрутохімікати, що мають застосовуватися лише як виняток: у мінімально необхідних кількостях і лише там, де хімічні засоби захисту не можна замінити біологічними.

За цільовим призначенням пестициди поділяють на такі групи:

— гербіциди — для боротьби з бур'янами;

— інсектициди — зі шкідливими комахами;

— фунгіциди — для боротьби з грибними хворобами рослин;

— зооциди — зі шкідливими хребетними;

— родентициди — з гризунами;

— бактерициди — з бактеріями та бактеріальними хворобами рослин;

— альгіциди — для знищення водоростей і бур'янів у водоймах;

— дефоліанти — з метою видалення листу і бадилля;

— десиканти — для підсушування листу перед збиранням урожаю;

— ретарданти — з метою гальмування росту рослин, підвищення стійкості стебел.

За ступенем комплексної дії на організм людини і теплокровних тварин розрізняють чотири класи пестицидів: 1) надзвичайно небезпечні; 2) високо небезпечні; 3) помірно небезпечні; 4) мало небезпечні. Серед основних причини глибоких змін, що відбуваються у природному середовищі унаслідок застосування пестицидів, виокремлюють такі:

— пестициди надзвичайно токсичні для людей і тварин;

— під час їх застосування уражаються не лише об'єкти "придушення", а й багато інших видів, у тому числі їхні природні вороги і паразити;

— пестициди завжди застосовуються проти популяцій;

— як правило, майже завжди витрачають значно більшу кількість препаратів, ніж потрібно для знищення шкідників;

— залишки пестицидів акумулюються й концентруються у харчових (трофічних) ланцюгах;

— залишки пестицидів виносяться також за межі оброблюваної території;

— з'являються резистентні до пестицидів форми шкідливих організмів;

— відбуваються значні порушення взаємозв'язків у біоценозах;

— збільшується ймовірність віддалених наслідків, пов'язаних із патологічною та генетичною діями деяких препаратів на біоту.

 

Тому в перспективі передбачається застосування біологічних засобів захисту рослин, тобто використання корисних комах і кліщів (ентомофагів) у боротьбі зі шкідливими. Найчастіше використовуються хижаки (сонечко, златоглазки, жужелиці, комахи) і паразити — мухи.

26 вересня 2002 р. Україна приєдналася до Роттердамської конвенції про процедуру попередньої обґрунтованої згоди щодо окремих небезпечних хімічних речовин та пестицидів у міжнародній торгівлі, прийнятої 10 вересня 1998 р. Ця Конвенція спрямована на врегулювання міжнародної торгівлі небезпечними хімічними речовинами з метою охорони здоров'я людини та навколишнього середовища від потенційного шкідливого впливу й заохочення їх екологічно обґрунтованого використання шляхом сприяння обміну інформацією, запровадження процедури прийняття рішень щодо їхнього імпорту та експорту на національному рівні.

Зменшення у кілька разів обсягів використання пестицидів в останні 10—15 років, хоча і сприяло зниженню забруднення ґрунтів та сільськогосподарської продукції отрутохімікатами, але ситуації суттєво не змінило. Це зумовлене тим, що залишки пестицидів знаходяться у ґрунті тривалий час. Чим більше пестицидне навантаження на ґрунти, тим вища їх шкідливість для населення. Пестициди можуть спричинювати інтоксикацію, алергійні реакції, зменшення імунної реактивності, ураження нервової системи, патологічний стан печінки, серцево-судинної системи та ін.

Отже, зробимо деякі висновки. Якщо мінеральні добрива в нормальних кількостях в основному поліпшують поживний режим ґрунтів, то органічні добрива разом із цим збагачують його гумусом, покращують фізико-хімічні властивості, збільшують активність мікрофлори ґрунту. Внесення органічних добрив разом із мінеральними перевищує за ефективністю дію такої самої кількості поживних речовин, якщо мінеральні та органічні добрива застосовуються окремо. Тільки використання органо-мінеральної системи добрив разом з іншими агротехнічними й біологічними засобами створює надійну основу для поліпшення родючості ґрунтів, збільшення обсягів урожайності сільськогосподарських культур, регулювання якості продукції та мінімізації негативного впливу на навколишнє природне середовище.

Стійкість ґрунтів до забруднення унаслідок викидів промислових підприємств, стоків тваринницьких комплексів, ферм, а також мінеральних й органічних добрив, пестицидів тощо визначається за такими показниками, як суми активних температур, крутизна схилів, кам'янистість, структурність, питомий опір, механічний склад, вміст гумусу, тип водного режиму, реакція рН, місткість іонів, розораність, господарська освоєність. На рис. 6.6 зображено, як оцінюється стійкість земель у межах адміністративних районів України з подальшими розрахунками в межах фізико-географічного районування її території.

Від ступеня стійкості ґрунтів значною мірою залежить рівень їх техногенного забруднення. Як видно з рис. 6.6, стійкість ґрунтів збільшується в напрямі з півночі на південь. Дерново-підзолисті ґрунти Полісся і каштанові (сухі степові) в комплексі з солонцями та солончаками мають дуже низьку стійкість до техногенного навантаження. Найстійкішими є чорноземні ґрунти. Саме цим пояснюється високий "імунітет" до техногенного навантаження в Донецько-Придніпровському регіоні України.

Якщо узагальнити всі негативні зміни, то можна констатувати, що майже на 22 % території України спостерігаються сильно уражені, дуже сильно уражені та непридатні до використання ґрунти. Така ситуація значно погіршує умови проживання і виробничої діяльності населення, особливо негативно впливає на стан його здоров'я. Це потребує вжиття необхідних науково обґрунтованих заходів, спрямованих на поліпшення родючості земель та одержання екологічно чистих продуктів харчування.