Принципи раціонального земле-користування і завдання охорони грунтів

Людство планети, яке озброєне потужними тех-
нічними засобами, прямо і опосередковано впливає на стан грун-
тового покриву практично на всій території суші. Чим вищий рі-
вень розвитку продуктивних сил, тим більший цей вплив. Зде-
більшого людина завдає великої шкоди грунтам у процесі вироб-
ничої діяльності. В результаті значні площі родючих грунтів ста-
ють непридатними для використання.

Основними причинами зменшення площі продуктивних земель є ерозія, вторинне засолення зрошуваних земель, затоплення і під-
топлення навколо штучних водосховищ, знищення рослинності і
грунтів при добуванні корисних копалин, відведення земель під
будівництво різноманітних об’єктів, забруднення грунтів шкідли-
вими речовинами, виснаження на гумусні речовини, надмірне ущі-
льнення грунтів важкими машинами та ін. Вони свідчать про те,
що існуючі тепер типи землекористування завдають значної шкоди
грунтовому покриву і природі в цілому. Отже, людина втрачає
продуктивні землі в результаті нераціонального їх використання.

Раціональне землекористування передбачає, насамперед, охо-
рону грунтів від негативних наслідків господарської діяльності
людини. Для цього розроблена і застосовується на практиці сис-
тема грунтозахисних заходів — правових, науково-технічних, со-
ціально-економічних, спрямованих на якісне поліпшення грунтів.

Проте охорона грунтів це не тільки система заходів, а, насам-
перед, система землекористування, яка забезпечує передавання
земель майбутнім поколінням у поліпшеному стані.

Під землекористуванням розуміють порядок, умови і форми
експлуатації земель. Системи і типи землекористування форму-
валися і змінювалися в процесі історичного розвитку людського
суспільства, зміни виробничих відносин, соціально-економічних ук-
ладів з урахуванням природних факторів цієї території.

До природних факторів, які впливають на характер землеко-
ристування, належать: клімат, рельєф, тип грунту і тип рослин-
ності. У різних регіонах ці фактори неоднаково впливають на зем-
лекористування. Клімат визначає еколого-географічні межі по-
ширення культурних рослин і тваринництва. Залежно від ступеня
зволоження цієї території типом землекористування може бути
богарне землеробство, зрошуване землеробство або пасовищне
скотарство.

Землекористування залежить також від крутизни схилів. На
схилах крутизною до 8—10° людина може займатися землеробст-
вом, на крутіших — випасати худобу.

Отже, в окремих грунтово-біокліматичних поясах склалися свої
особливості землекористування. Більшість типів землекористуван-
ня на значних територіях не існує у чистому вигляді. Як правило,
одночасно на тій самій території існують два або три типи землеко-
ристування. Набір їх складається історично як результат багато-
річного досвіду, в якому враховані особливості місцевих грунтів,
рослинності, клімату і рельєфу.

Охорона грунтів в наш час сформувалася як напрям народно-
господарської діяльності і наукових досліджень в рамках пробле-
ми раціонального землекористування. На думку вчених, новою
технологією землекористування може бути «аграрно-лісове» госпо-
царство, змішане використання земель, при якому лісове госпо- дарство поєднується з землеробством, скотарством і риборозведен-
ням. Зрозуміло, що перехід на нову технологію можливий в разі
проведення необхідної роз’яснювальної роботи і соціально-еконо-
мічних перетворень.

Основними умовами раціонального використання земель є: оп-
тимальне співвідношення цілинних ділянок, лісу, ріллі, пасовищ
і сіножатей; склад і співвідношення площ багаторічних і одноріч-
них культур; доцільна мережа і розміщення доріг, населених
пунктів, зон відпочинку, національних парків, заповідників; про-
ведення меліорації і рекультивації порушених грунтів.

Основним завданням охорони грунтів є: підвищення їх родю-
чості, захист від водної і вітрової ерозії, вторинного засолення,
заболочування, підтоплення, надмірного висихання і випасання
худобою, забруднення промисловими відходами тощо.

24.2. ЕРОЗІЯ ГРУНТІВ ТА ЗАХОДИ
БОРОТЬБИ З НЕЮ

Ерозія грунтів — це різноманітне і дуже поширене
явище руйнування і переміщення грунтової маси і пухких порід
потоками води і вітру. Залежно від фактора руйнування ерозію
поділяють на водну і вітрову. Крім того, виділяють нормальну (або
геологічну) і сучасну (прискорену) ерозію.

Геологічна ерозія відбувається без втручання людини протя-
гом всієї геологічної історії Землі під впливом льодовиків, стіка-
ючої води, коливань температури, переміщення повітряних мас та
інших факторів. Інтенсивність її низька. Під впливом геологічної
ерозії відбуваються нівелювання рельєфу, формування схилів і
акумулятивних рівнин.

Прискорена ерозія відбувається під впливом виробничої діяль-
ності людини в усіх частинах світу. Основними її причинами є зни-
щення рослинного покриву і неправильний обробіток грунту, ін-
тенсивність руйнування орних грунтів на два-три порядки вища,
ніж цілинних ділянок.

Водна ерозія — це змивання родючого шару грунту, або розмив
його в глибину. Крім руйнування грунтового покриву в цьому ви-
падку втрачаються талі і дощові води, розчленовуються поля, за-
мулюються річки, ставки, водойми, зрошувальні і дренажні сис-
теми.

Інтенсивність і характер водної ерозії залежать від ряду фак-
торів: потужності снігового покриву і інтенсивності його танення;
кількості та інтенсивності дощів (зливові дощі інтенсивніше роз-
мивають грунт, ніж мрячні); форми, крутизни і довжини схилів
(ерозія посилюється на опуклих, крутих і довгих схилах); меха-
нічного і структурного складу грунту (на піщаних і структурних грунтах ерозія слабша, ніж на глинистих і погано оструктурених,
глинисті і суглинкові породи розмиваються легко).

В еродованих грунтах зменшується запас гумусу, азоту, фос-
фору, калію та інших поживних елементів. Грунт втрачає свою
родючість.

У боротьбі з водною ерозією застосовують організаційно-госпо-
дарські, агротехнічні і лісомеліоративні заходи.

Організаційно-господарськими заходами е протиерозійна ор-
ганізація території і впровадження грунтозахисних сівозмін.

Агротехнічні заходи послаблюють поверхневий стік і перево-
дять його у внутрішньогрунтовий. Для цього всі види обробітку
грунту проводять паралельно горизонталям місцевості («Контурне
землеробство»), впоперек схилу насипають валки грунту 15—25
см заввишки, проводять снігозатримання, щілювання і кротування.
грунту, обробіток плоскорізами, терасування схилів тощо.

Особливі заходи застосовують у боротьбі з ярами. В останні
десятиліття в Україні проведені роботи щодо вирівнювання діля-
нок, порізаних ярами. На вершинах ярів будують системи канава —
вал для відведення поверхневого стоку, закріплюють схили і дно
яру.

В окремих випадках будують протиерозійні гідротехнічні спо-
руди, які захищають населені пункти, дороги тощо. На прилеглій
до яру території вирощують грунтозахисні лісонасадження.

Вітрова ерозія поширена в районах недостатнього зволоження
і низької відносної вологості повітря. Найбільше вітровій ерозії під-
даються сіро-бурі і бурі грунти пустинь, каштанові і чорноземні
грунти степів.

Основними причинами вітрової ерозії є велика швидкість віт-
ру, погано оструктурений або безструктурний стан грунту, глинис-
то-пилуватий механічний склад, відсутність рослинного покриву,
порушення верхнього шару грунту грунтообробними машинами.
Вітром інтенсивно розвіюються розпушені звичайною оранкою,
глинисто-пилуваті, безструктурні грунти.

Виділяють два підтипи вітрової ерозії: пилові (чорні) бурі і по-
всякденна (місцева) вітрова ерозія.

Пилові бурі повторюються один раз за кілька років і бувають
при дуже сильних вітрах (15—40 м/с) у суху пору року і слабко-
му рослинному покриві. Як правило, вони бувають у весняно-літ-
ній період, їх характер залежить від добових змін швидкості віт-
ру. Пилові бурі виникають вранці, в полудень досягають макси-
мальної сили, а надвечір стихають.

Повсякденна (місцева) вітрова ерозія відбувається без пило-
вих бур. Найчастіше вона спостерігається на схилах, які сприй-
мають удари вітру. При сильному вітрі на схилах піднімаються
смерчі, стовпи пилу, при слабкому — курить поземок, частки грун- ту не піднімаються високо, вони переміщуються стрибками і при
цьому січуть листки рослин.

Вітрова ерозія буває і взимку. Вітер зносить з поля сніг, пере-
сушує грунт і розвіює його. На прилеглих ділянках сніг чорніє від
принесених часток грунту. Таке явище в народі називають «чор-
ними зимами».

Для захисту грунтів від вітрової ерозії застосовують комплекс
організаційно-господарських, агротехнічних і лісомеліоративних
заходів. При землевпорядкуванні виділяють ділянки, на яких час-
то спостерігається вітрова ерозія. Такі ділянки доцільно засівати
багаторічними травами або вирощувати на них плодово-ягідні
культури. В районах з посиленою вітровою ерозією слід впрова-
джувати грунтозахисні сівозміни.

Агротехнічні заходи мають забезпечити накопичення вологи
в грунті, формування міцних структурних агрегатів, зменшення
швидкості вітру в приземному шарі, повернення у грунт втраче-
них поживних елементів. Для цього на полях залишають стерню,
яка захищає грунт від ерозії, рівномірно розподіляє сніг на полі,
вносять добрива.

Ефективним заходом щодо боротьби з вітровою ерозією є обро-
біток грунту плоскорізами і сівба зернових культур спеціальними
стерньовими сівалками.

В районах з посиленою вітровою ерозією запроваджують зай-
няті, сидеральні і кулісні пари, створюють системи полезахисних
лісових смуг.

24.3. ПРОМИСЛОВА ЕРОЗІЯ І РЕКУЛЬТИВАЦІЯ
ГРУНТІВ

Промисловість багатьох країн світу завдає вели-
кої шкоди грунтовому покриву планети. Внаслідок промислової ді-
яльності людини грунт фізично знищується або забруднюється
токсичними сполуками на значних площах. Особливо багато грун-
тів і ландшафтів порушується під час добування корисних копа-
лин відкритим способом. При цьому значні території зайняті ка-
р’єрами, відвалами, териконами. Токсичні сполуки, винесені на
поверхню землі, забруднюють оточуючу територію і згубно діють
на рослинні і тваринні організми.

Найчастіше токсичність порід зумовлена наявністю піриту,
який різко підвищує кислотність до рН = 2,1. Підкислення середо-
вища, в свою чергу, призводить до збільшення концентрації ру-
хомих форм заліза, алюмінію та інших токсичних сполук.

Розкривні породи неоднорідні також за іншими хімічними
властивостями. Тому меліорація цих порід включає вапнування,
внесення мінеральних добрив і гомогенізацію їх верхнього шару.

Шахтний спосіб добування корисних копалин також спричинює
порушення ландшафту. Над шахтними виробками просідає грунт,
змінюються рельєф, гідрологічний і геохімічний режим території,
терикони забруднюють оточуючу територію шкідливими сполу-
ками.

При добуванні нафти і газу погіршується якість грунтів в ре-
зультаті забруднення їх сирою нафтою, супутніми газами, пласто-
вими (солоними) водами, буровими розчинами тощо. Буріння
свердловин, будівництво газо- і нафтопроводів спричинюють по-
рушення грунтів на значних площах. Те саме відбувається під час
будівництва доріг, ліній електропередачі, промислових підпри-
ємств та інших об’єктів.

В наш час в багатьох країнах світу розроблено прийоми ре-
культивації кар’єрів, териконів, золовідвалів, шлаків, а самі від-
ходи використовують на виготовлення будівельних матеріалів і
будівництво доріг.

Рекультивація — це система заходів відновлення порушених
ландшафтів і їх оптимізація. В науково-дослідних установах і сіль-
ськогосподарських підприємствах розроблено методику рекульти-
вації земель, порушених гірничодобувними роботами, її прово-
дять в три етапи.

Перший етап — підготовчий. На цьому етапі прово-
дять обстеження порушених територій, визначають напрям ре-
культивації, складають техніко-економічне обгрунтування і про-
ект реконструкції.

Другий етап — гірничо-технічна рекультива-
ція. Її проводять гірничо-добувні підприємства. Технологія гір-
ничо-технічної рекультивації залежить від багатьох факторів: ви-
ду використання рекультивованих площ, об’єму розкривних порід
і родючого шару грунту, відстані їх транспортування, наявності
потрібних машин і обладнання, рельєфу, клімату, гідрологічних
особливостей місцевості та ін.

Цей етап рекультивації проводять одночасно з експлуатацією
кар’єру. Він складається з кількох стадій і серій необхідних робіт.

Перша стадія — зняття і складування гумусного горизонту
грунту і окремо нейтральної (нетоксичної) породи для наступного
їх використання під час рекультивації.

Друга стадія — формування і планування поверхні відвалів.
Третя стадія — формування потенційно родючого горизонту
грунту. Якщо породи відвалів містять понад 20% токсичних речо-
вин, то спочатку їх засипають шаром нейтральної породи до 1 м
(лес, пісок, лесовидний суглинок), а потім шар гуміфікованого
грунту.

У разі потреби розкривні породи вапнують, розпушують насип-
ний лес тощо.

На території рекультивованих грунтів будують під’їзні дороги,
дренажну систему, гідротехнічні споруди для захисту відновлених
грунтів від водної ерозії тощо.

Третій етап — біологічна рекультивація. Вона
спрямована на відновлення родючості рекультивованих земель з
метою переведення їх у повноцінні угіддя різного призначення.
Напрям і методи біологічної рекультивації вибирають залежно від
географічного положення району, клімату і господарсько-еконо-
мічних особливостей.

Найпоширенішим і найдешевшим видом освоєння рекультивова-
них територій є лісонасадження. В інших випадках на відновле-
них землях вирощують польові або плодові культури, створюють
зони відпочинку (лісопарки з водоймами), архітектурно-ланд-
шафтні комплекси тощо.

Щоб уникнути порушення продуктивних грунтів на значних
площах, рекомендується нові автомагістралі прокладати у нап-
рямку існуючих доріг, надземні і підземні лінії електропередачі,
газо- і нафтопроводи прив’язувати до доріг, ділянок малопродук-
тивних земель.

24.4. ОХОРОНА ГРУНТІВ ВІД ЗАБРУДНЕННЯ
ХІМІЧНИМИ ПРЕПАРАТАМИ

Інтенсивна система землеробства передбачає зас-
тосування високих доз мінеральних добрив, пестицидів та інших
продуктів хімічної промисловості. При грамотному, науково об-
грунтованому і раціональному їх застосуванні підвищуються ро-
дючість грунту і урожайність сільськогосподарських культур без
зниження якості продукції.

Безсистемне внесення.мінеральних добрив спричинює нега-
тивні наслідки. Надмірне внесення азотних добрив зумовлює під-
вищення концентрації нітратів у грунтових водах. Грунт і грунтові
води забруднює також і надлишок амонійного азоту, джерелом
якого є відходи тваринництва і міські стічні води. Аномально ви-
сокі концентрації азоту в грунтах і природних водах мають місце
навколо хімічних заводів, які виробляють азотні добрива.

Вживання питної води з високим вмістом азоту негативно впли-
ває на здоров’я людей. Амонійний азот окислюється до нітратів,
на що витрачається велика кількість кисню. Тому у водоймах з ви-
сокою концентрацією цієї форми азоту згодом настає кисневе го-
лодування всіх гідробіонтів, а вода стає протухлою.

Щоб зменшити надлишок азоту в грунтах і природних водах,
слід розширювати посівні площі бобових культур, застосовувати
повільно діючі форми азотних добрив, виготовляти компости з ор-ганічних решток, запроваджувати нові технології виробництва
азотних добрив.

Вміст фосфору в грунтах порівняно невеликий, а його природні
сполуки, як правило, малодоступні для рослин. Для нормального
живлення рослин азотом, фосфором і калієм їх співвідношення в
грунті має бути 1: 1: 1 або 1: 2: 2,5. Якщо співвідношення фос-
фору до азоту буде менше один до одного, тобто відносний вміст
фосфору менший за вміст азоту, то в тканинах рослин накопичу-
ються відновні сполуки азоту і їх концентрація може досягти
рівня канцерогенності. Тому фосфорні добрива слід систематично
вносити в грунт.

Внесений у грунт фосфор рослини засвоюють у меншій кілько-
сті, ніж азот. Коефіцієнт використання фосфору з мінеральних
добрив майже вдвічі менший, ніж азоту.

З кальцієм, алюмінієм та іншими металами фосфор утворює
нерозчинні і важкорозчинні сполуки. Все це змушує збільшувати
дози фосфорних добрив.

Підрахунки вчених агрохіміків показали, що з 10 частин фос-
фору, який витрачено на вирощування кормових рослин, одна час-
тина засвоюється людиною з продуктами харчування, три частини
залишаються увібраними грунтом, а шість частин з відходами тва-
ринницьких ферм змиваються у водойми, якщо їх не використову-
ють як органічні добрива. Ця частина фосфатів і є джерелом за-
бруднення природних вод. В наш час близько 3—4 млн т фосфатів
щорічно надходить з континентів у Світовий океан.

Одночасно відбувається інтенсивна фосфатизація суші. Основ-
ними джерелами її є виробництво і застосування мінеральних доб-
рив, біоцидів, детергентів, добування молюсків, водоростей, риб-
ний промисел, викиди промислових підприємств та ін.

Застосування фосфорних добрив у великих дозах призводить
до небажаного накопичення в грунтах деяких супутніх елементів:
стабільного стронцію, фтору, сполук урану, радію, торію та інших
елементів.

Внесення калійних добрив суттєво не впливає на навколишнє
середовище. Проте з калійними добривами вноситься значна кіль-
кість хлору. Накопичення його в грунтах, грунтових водах і водой-
мах призводить до негативних наслідків. Насамперед знижується
якість продукції багатьох сільськогосподарських культур. Так, у
картоплі формуються водянисті бульби з неприємним запахом.
Надлишки хлору негативно впливають на деякі процеси грунто-
утворення: в кислих грунтах він підкислює середовище, посилює
елювіальні процеси, а в нейтральних і лужних — спричинює солон-
цюватість.

Поряд з азотом, фосфором і калієм значну роль в житті рослин
відіграє сірка. Вона бере участь у перетворенні нітратів на аміно- кислоти. Тому при нестачі сірки в рослинах накопичується нітрат-
ний азот.

У грунтах сірки, як правило, достатньо для нормального життя
рослин. Джерелами надходження її у грунт є органічні і мінераль-
ні добрива і викиди промислових підприємств. Викиди промисло-
вих підприємств надходять в атмосферу і грунти у вигляді сухих
часток SO₂, газоподібних сполук і кислих дощів.

При забрудненні ландшафтів оксид сірки крізь продихи пот-
рапляє в асиміляційну тканину рослин і спричинює зменшення су-
марної поверхні хлоропластів, що призводить до зниження інтен-
сивності фотосинтезу і зменшення продуктивності рослин.

В атмосфері оксид сірки SO₂ окислюється в оксид SO₃. Оксиди
азоту і сірки, які викидаються в атмосферу, розчиняються в крап-
линах туману і хмар і перетворюються на кислоти, які випадають
на землю з дощовими краплинами. Кислотні дощі підвищують кис-
лотність грунту до рН = 4,0, що негативно впливає на розвиток
культурних рослин.

Міграція мінеральних добрив з сільськогосподарських угідь у
водойми зумовлює їх евтрофікацію. Висока концентрація азоту,
фосфору та інших елементів спричинює інтенсивний розвиток во-
доростей і мікроорганізмів, процеси денінтрифікації, ресульфатації
з утворенням сірководню, метану, етилену. В таких водоймах ви-
никає гострий дефіцит кисню внаслідок використання його на ди-
хання водоростей і окислення органічних речовин.

Явище евтрофікації призводить до загибелі риби та інших тва-
рин водойми, захворювання людей і тварин, які п’ють цю воду.

Основними заходами охорони грунтів від забруднення міне-
ральними добривами та супутніми сполуками є внесення науково
обгрунтованих доз добрив, їх оптимальні форми і строки внесення.
Раціональне застосування органічних і мінеральних добрив стабі-
лізує баланс поживних елементів в грунті, не спричинює небажа-
них явищ, підвищує родючість грунту.

Ведення сільського і лісового господарства в наш час немож-
ливе без застосування пестицидів — отрутохімікатів для боротьби
з бур’янами, шкідниками і хворобами рослин. Вони захищають
сільськогосподарські і лісові культури, зберігають високий урожай.
Однак поряд з цим пестициди накопичуються в ландшафтах, вно-
сять небажані зміни в біоценозах, знищують тварин, призводять
до глибоких і незворотних порушень нормальних циклів біологіч-
ного кругообігу речовин. З продуктами харчування вони потрап-
ляють в організм людини і спричинюють захворювання або відхи-
лення від норми. Деякі з пестицидів зумовлюють мутації.

Частина пестицидів, що потрапила у грунт, затримується вбир-
ним комплексом, інша частина — з нисхідними потоками води міг-
рує в нижні горизонти.

Багато пестицидів є стійкими сполуками і тривалий час збері-
гаються в грунті. Вони переносяться вітрами, грунтовими водами
з продуктами харчування і таким чином поширюють свій вплив на
великій території. Навіть незначна концентрація пестицидів у грун-
тових водах змінює їх органо-лептичні властивості (смак, запах),
робить їх непридатними для пиття.

Якщо поле одноразово оброблене гербіцидами, то ця сполука
залишається в грунті кілька років. Це так звана залишкова ток-
сикація грунтів. Однією з її причин є ексудація отрутохімікатів
кореневою системою рослин. При обробці надземних органів рос-
лин гербіцидами їх молекули потрапляють у провідні тканини і з
внутрішнім потоком речовин досягають кореневої системи, де і за-
лишаються після відмирання рослин.

Основними заходами захисту грунтів від забруднення пестици-
дами є синтез і застосування малотоксичних і нестійких сполук,
зменшення їх доз. Вже розроблено кілька способів, які дають змо-
гу зменшити дози внесення пестицидів, не знижуючи їх ефектив-
ності. Найпоширенішими з них є застосування пестицидів одночас-
но з іншими агротехнічними заходами, застосування перспектив-
них форм отрутохімікатів, відмова від авіаційного і збільшення
наземного способу внесення, чергування застосування пестицидів
з неоднаковим механізмом дії та ін.

Частина пестицидів, яка потрапляє в грунт, через певний час
втрачає біоцидні властивості, відбувається детоксикація їх. Голов-
ний критерій детоксикації — повне розпадання молекул пестициду
на нетоксичні компоненти. У багатьох пестицидів цей процес зай-
має значний відрізок часу. Основний шлях детоксикації полярних
пестицидів — адсорбція їх колоїдним комплексом грунту. Природ-
на детоксикація відбувається також під впливом дистиляції пес-
тицидів з водними парами і перехід їх у газоподібний стан. Токси-
канти інтенсивно розпадаються під впливом ультрафіолетового
опромінення, в процесі життєдіяльності мікроорганізмів, в ткани-
нах рослин тощо.