Словосполучення „українські чорноземи” стало у світі синонімом якісних, родючих, високопродуктивних земель. Дійсно, чорноземів в Україні дуже багато, особливо у порівнянні з іншими країнами, але, цілком зрозуміло, не всі ґрунти України є чорноземами.
Грунт - це природне тіло, яке виникло в результаті складних процесів перетворення поверхневих шарів літосфери та за умови спільної дії води, повітря, живих організмів. Головною властивістю ґрунту є родючість, яка залежить від вмісту гумусу – акумулятивного накопичення перегною, тобто органічних речовин. Утворення і поширення ґрунтів залежить від властивостей порід, що складають земну поверхню, форм рельєфу, кліматичних умов, господарської діяльності людини.
Фундатором вчення про ґрунти є Василь Васильович Докучаєв (1846 -1903). Створена ним наука ґрунтознавство довела, що ґрунти не є просто гірськими породами, як вважали раніше. Докучаєв затвердив, що грунт -особливе царство природи, яке живе і розвивається за своїми особливими законами. За Докучаєвим, зміни ґрунту в часі – це його життя зі своїми подіями, хворобами. Можливою загибеллю (руйнуванням). Сучасна наука розвила положення Докучаєва таким чином: грунт - це природний комплекс зі своїм органічним світом, водним, температурним та газовим режимом, який взаємодіє з рельєфом, водами, кліматом, рослинним і тваринним світом.
Але ґрунти змінюються не тільки з плином часу, але й із переміщенням у просторі, утворюючи різні генетичні типи в залежності від усіх чинників ґрунтоутворення, найвпливовішим серед яких є клімат. Основними генетичними типами ґрунтів в Україні є дерново-підзолисті, сірі лісові, чорноземи, каштанові, бурі лісові (буроземи), лучні, болотні, коричневі тощо.
В розміщенні ґрунтів по території України простежуються дві основні закономірності: широтна зональність на рівнинній частині та висотна поясність в Українських Карпатах та Кримських горах. Ґрунтовий і рослинний покрив змінюються також і в довготному напрямі у зв’язку з посиленням континентальності клімату із заходу на схід. Ґрунтові і рослинні зони простягаються з південного заходу на північний схід. На заході широколисті та мішані ліси заходять трохи далі на південь, а на сході степи -на північ.
У зв’язку з різним широтним розташуванням висотні пояси ґрунтів, рослинності, тваринного світу Українських Карпат і Кримських гір мають деякі відмінності. Українські Карпати розташовані в помірному поясі, а Кримські гори – на межі помірного поясу з субтропічним.
Великі зміни в поширенні і властивостях ґрунтів, рослинності і тваринного світу сталися за історичний період у результаті освоєння земель, господарської діяльності на них, що супроводжувалось розорюванням земель і зникненням степової рослинності і тварин, вирубуванням лісів, вирощуванням сільськогосподарських культур, одомашненням та акліматизацією тварин, насадженням нових лісів, створенням парків, водоймищ тощо.
Різні типи ґрунтів в Україні займають неоднакові площі. На півночі рівнинної частини, на Поліссі, поширені дерново-підзолисті, сірі лісові і темно-сірі опідзолені ґрунти. Дерново-підзолисті утворилися на водно-льодовикових, льодовикових та глинистих річкових, піщаних та супіщаних відкладах під мішаними дубово-сосновими лісами і поширені на річкових терасах, моренних і піщаних рівнинах. Розріз (профіль) цих ґрунтів поділяється на добре виражені горизонти, верхній гумусовий шар незначний – 18 – 24см. Ґрунти бідні на гумус, його вміст у верхньому горизонті становить тільки 0,7 – 2,0 %. Для підвищення їх родючості вносять органічні і мінеральні добрива. Дерново-підзолисті ґрунти завдяки вмісту в них сполук заліза та алюмінію мають кислу реакцію ґрунтового розчину. Для покращення умов росту сільськогосподарських культур їх вапнують.
Сірі лісові ґрунти сформувалися на лесових породах під широколистими лісами. Вони поділяються на ясно-сірі, власне сірі лісові та темно-сірі опідзолені. Ясно-сірі та сірі лісові ґрунти мають також добре помітний поділ свого профілю на горизонти. їх верхній (гумусовий) горизонт сірого кольору, в ньому міститься 2,5 – 3,0 % гумусу.
Темно-сірі опідзолені ґрунти на відміну від сірих лісових мають потужніший гумусовий горизонт, під яким простежується білуватий прошарок. Вміст гумусу в них становить 3,5 – 4,5 %, вони багатші, ніж сірі лісові ґрунти, на поживні речовини, такі, як азот, калій, фосфор.
У лісостеповій і степовій зонах України поширені чорноземні ґрунти. Ці ґрунти утворилися під трав’янистою рослинністю на карбонатних лесових породах. Завдяки трав’янистій рослинності і невеликій кількості опадів, які не можуть вимити поживні речовини, що утворюються з решток рослин, вони накопичуються в ґрунті. Тому чорноземи мають потужніший, ніж усі інші ґрунти, гумусовий горизонт, з яким пов’язана їх висока родючість. Розрізняють опідзолені, типові, звичайні, південні чорноземи і чорноземи на продуктах вивітрювання твердих порід.
Опідзолені чорноземи займають значні площі в північній частині лісостепової зони, поширені на Волинській, Подільській, Придніпровській, Середньоросійській височинах. Вони зовні подібні до темно-сірих опідзолених ґрунтів, але мають потужніший верхній гумусовий горизонт, у них більший вміст гумусу – 3,5 – 5,5 %. Опідзолені чорноземи утворилися в процесі природного заростання степових просторів широколистими лісами. Вони мають добрі агрономічні властивості, є родючими.
Типові чорноземи утворилися під лучними степами та в умовах періодичного промивного режиму, що сприяло глибокому проникненню в них коріння і вологи. Тому їх гумусовий горизонт досягає глибини 120 – 150 см, а весь ґрунтовий профіль однорідний: має темне забарвлення, інтенсивність якого з глибиною зменшується. Ці ґрунти мають зернисту структуру, містять у верхньому шарі від 3 до 6 % гумусу. Родючість їх також є високою. Типові чорноземи займають лівобережну частину Лісостепу.
Звичайні чорноземи поширені в північній частині степової зони. Вони утворилися під різнотравними і типчаково-ковиловими степами за умов посушливого клімату, глибоко залягання ґрунтових вод. Потужність їх менша порівняно з типовими чорноземами і становить 60 – 80 см. Вміст гумусу у верхньому шарі змінюється від 4 – 5 до 6,5 %.
Південні чорноземи поширені в північній частині Причорноморської низовини, Степовому Криму. Ці ґрунти утворилися в умовах посушливого клімату, під розрідженими ковило-типчаковими степами. Тому потужність гумусу в них менша порівняно із звичайними чорноземами. Темно-сіре забарвлення ґрунту спостерігається до глибини 30 – 50 см. А на глибині 90 -120 см залягає суцільний водонепроникний горизонт. Це погіршує агрономічні властивості цих ґрунтів. Вони містять від 3,5 до 5,0 % гумусу у верхньому шарі. Для вирощування сільськогосподарських культур на цих ґрунтах потрібне зрошення.
Чорноземи на продуктах вивітрювання твердих порід поширені на Донецькій височині, в Степовому Криму і передгір’ях Кримських пасом. Гумусовий горизонт їх має буруватий відтінок, в ґрунті наявний щебінь материнських порід. Родючість цих ґрунтів порівняно з іншими чорноземами є нижчою.
На півдні Причорноморської низовини та в північній частині Степового Криму, де кліматичні умови посушливі, поширені темно-каштанові і каштанові ґрунти. їх гумусовий горизонт має потужність 40 – 50 см. Вміст гумусу у верхньому горизонті становить 3,0 – 4,5 %.
У заплавах річок та зниженнях значні площі займають лучні і дернові ґрунти. Ці ґрунти утворилися під лучною рослинністю при неглибокому заляганні ґрунтових вод. Вміст гумусу у верхньому горизонті лучних ґрунтів становить 3 – 6 %, вони багаті на поживні речовини.
У зоні мішаних лісів, долинах річок, на межирічних зниженнях поширені болотні ґрунти. Вони утворилися в умовах надмірного зволоження при високому рівні ґрунтових вод. Серед них розрізняють болотні мінеральні, торфово-болотні, торфові ґрунти. Останні мають шар торфу глибше 50 см. Для сільськогосподарського використання цих ґрунтів треба використовувати меліоративні заходи.
На невеликих ділянках серед каштанових ґрунтів, на терасах річок, прибережних територіях поширені солончаки. Вони не мають властивого ґрунтам поділу на горизонти. В Україні переважають содові та хлоридно-сульфатні солончаки.
Окремими плямами серед лучно-чорноземних, темно-каштанових та каштанових ґрунтів в лісостеповій і степовій зонах поширені солонці. їх особливістю є щільний солонцюватий горизонт, що значно погіршує фізичні властивості цих ґрунтів.
У зниженнях – подах Причорномор’я, де є умови для періодичного промивання ґрунтів, утворилися солоді. Вони мають погані фізичні властивості і невисоку родючість.
В Українських Карпатах характер ґрунтового покриву змінюється з висотою. На Закарпатській низовині залягають лучно-буроземні ґрунти. Вони утворилися під лучною і деревною рослинністю на алювіальних відкладах. Вміст гумусу в їх верхньому шарі становить 3 – 5 %. Площа з цими ґрунтами використовується під сіножаті і пасовища.
У Передкарпатті поширені буро-підзолисті поверхнево-оглеєні ґрунти. Явище поверхневого оглеєння зумовлене значним атмосферним зволоженням і застоюванням води на поверхні. Ці ґрунти кислі, природна родючість їх невелика.
У південно-західних передгір’ях поширені буроземно-підзолисті ґрунти. Вони мають буруватий колір, оскільки містять сполуки заліза. Ґрунти утворилися під широколистими лісами в умовах теплого і вологого клімату. В передгір’ях сприятливі умови для садівництва і виноградарства. У гірсько-лісовому поясі на висотах від 325 до 1 450 м переважають бурі лісові ґрунти. Вони сформувалися під широколистими і хвойними лісами на продуктах вивітрювання гірських порід. Гумусовий горизонт їх має потужність від 30 до 40 см. Ці ґрунти щебенюваті, містять 2,5 – 4,0 % гумусу, кислі, придатні для вирощування сільськогосподарських культур. На північно-західних схилах над бурими лісовими ґрунтами вузькою смугою поширені гірсько-підзолисті ґрунти. Вони мають невелику потужність, характеризуються значною щебенюватістю.
Вище лісового поясу на плоско вершинних схилах хребтів і вершинах поширені гірсько-лучні і гірсько-торфові ґрунти. Вони утворилися під лучною рослинністю в умовах надмірного зволоження на пісковикових породах. Гірсько-торфові ґрунти мають незначний торфовий горизонт.
У Кримських горах, в їх північних передгір’ях сформувалися чорноземи південні і дерново-карбонатні ґрунти. Гумусовий шар чорноземів невеликий, близько 25 см. Материнськими породами є лес і червоно-бурі глини. Вміст гумусу у верхньому горизонті 3,0-3,5 %. Дерново-карбонатні ґрунти малопотужні, щебенюваті. В нижньому поясі південного схилу Кримських гір до висоти 300 м поширені коричневі ґрунти. Вони утворилися під розрідженими лісами і чагарниками, трав’янистою степовою рослинністю на продуктах вивітрювання карбонатних порід. Гумусовий горизонт має сірувато-коричневий колір до глибини 25 – 33 см. Вміст гумусу у верхньому шарі становить 5 – 7 %. На крутих схилах ці ґрунти піддаються змиву водами атмосферних опадів. В цьому ж поясі поширені червоні ґрунти, що утворилися під трав’янистою рослинністю. Вміст гумусу в їх верхньому шарі 3,0 – 3,5 %, вони щебенюваті. Ґрунти придатні для садів і виноградників.
Північні схили Головного пасма вкрито бурими лісовими ґрунтами. Вони утворилися під широколистими лісами в умовах м’якого теплого клімату. Материнськими породами є звітрілі вапняки, пісковики, глинясті сланці. У верхньому горизонті цих ґрунтів міститься 4 – 5 % гумусу. В цьому поясі під сосновими лісами утворилися бурі опідзолені ґрунти, а вище -гірські чорноземні ґрунти. Вони утворилися під гірською степовою рослинністю на щебенюватих продуктах вивітрювання вапнякових порід. їх гумусовий горизонт неглибокий, має темно-сірий колір. У гірських чорноземах міститься 4 – 7 % гумусу.
Вплив господарської діяльності на грунт
Шкідливий антропогенний вплив, а також розгул стихій, природних та посилених людиною, завдає ґрунтам величезної, інколи непоправної шкоди. Це, насамперед, водна і вітрова ерозія, погіршення ґрунтової структури, механічне руйнування та ущільнення ґрунту, постійне збіднення на гумус та поживні речовини, забруднення ґрунту мінеральними добривами, отрутохімікатами, мастилами та пальним, перезволоження та засоленість земель.
Втрата ґрунтами грудкуватої структури у верхньому горизонті відбувається внаслідок постійного зменшення вмісту органічних речовин, механічного руйнування структури різноманітними знаряддями обробітку, а також під впливом опадів, вітру, перепаду температур тощо.
Ще однією причиною втрати родючості є багаторазовий обробіток ґрунтів різними знаряддями за допомогою потужних і важких тракторів. Часто поле протягом року обробляється до 10 – 12 разів. Не враховується, що добрива, посівний матеріал, зерно і солому, коренеплоди і бульбоплоди завозять на поле та вивозять з причепами. Причому часто трапляється так, що автотранспорт, уникаючи розкислих доріг, їде полем, через посіви, утворюючи паралельні дороги. Такого не буває в жодній іншій країні, де кожне поле має свого справжнього хазяїна. Висока частота обробітку пояснюється ще і тим, що наше сільське господарство не має знарядь для одночасного обробітку землі і догляду за посівами.
Через ущільнення ґрунту колесами важких тракторів і комбайнів різко знижується родючість. У таких ґрунтах майже вдвоє зменшується загальна пористість, різко знижується водопроникна і водоутримуюча здатність, зменшується опірність ґрунту до ерозійних процесів.
Глобальною проблемою сьогодні є постійне зменшення вмісту гумусу, який відіграє провідну роль у формуванні ґрунту, його цінних агрономічних властивостей, забезпеченні рослин поживними речовинами. Однією із основних причин цього є споживацький підхід до землі, намагання якнайбільше з неї взяти і якнайменше їй повернути. А гумус витрачається не тільки на мінералізацію з вивільненням доступних для рослин поживних речовин, а й виноситься з ґрунту в процесі ерозії, з коренеплодами та бульбоплодами, на колесах транспортних засобів, руйнується під впливом різноманітних хімічних речовин.
Сьогодні дедалі більш відчутними стають негативні наслідки хімізації сільського господарства – погіршуються властивості ґрунту, його стан через нагромадження в ньому великої кількості шкідливих хімічних речовин, що вносились без належних розрахунків і врахування екологічних законів. До таких хімічних речовин, в першу чергу, належать міндобрива та різні отрутохімікати – пестициди.
Внаслідок внесення високих доз мінеральних добрив грунт забруднюється баластними речовинами – хлоридами, сульфатами.
Пестициди пригнічують біологічну активність ґрунтів, знищують корисні мікроорганізми, черв’яків, зменшують природну родючість. Крім цього, гинуть комахи – запилювачі, від чого теж різко знижується врожайність.
Ґрунти також забруднюються відпрацьованими газами тракторів, комбайнів, автомобілів, мастилами та пальними, які з них виливаються під час роботи на полях. У ґрунти потрапляють і техногенні забруднення від підприємств – сульфати, окиси азоту, важкі метали та інші сполуки.
Винятково гострою проблемою є вилучення орних земель під забудову різних промислових об’єктів, а також складування промислових та побутових відходів.
Негативний бік мають і такі важливі для сільського господарства роботи як зрошення й осушення земель. Зрошувані землі дають близько ЗО % продукції рослинництва, але створення водойм і зрошення великих територій призводять до підняття рівня ґрунтових вод і зміни їх хімічного складу. Виникає засолення ґрунтів, заболочування, підвищується сейсмічність території. Внаслідок осушення зникають болота, міліють ріки. Меліорація змінює склад рослинності, місця мешкання тварин, призводить до великих втрат лікарських та харчових рослин.
Таке використання та погіршення якості наших земель вимагає вжиття термінових науково обґрунтованих заходів, що сприятимуть значному підвищенню родючості ґрунтів та отриманню екологічно чистих продуктів харчування.
Сучасний стан ґрунтів України та шляхи їх покращення
Найбільше природне багатство України – чорноземи. Вони складають майже 50 % світового запасу чорноземів. Розорані землі в Україні становлять близько 85 % від площі степів і лісостепів. Посівні площі займають 33,5 млн. га. Вже зіпсовано 60 %чорноземів, щорічно втрачається 100 тисяч гектарів родючих ґрунтів.
Великої шкоди ґрунтам України завдала необґрунтована меліорація. Майже 50 тис. га орних земель підтоплені, крім того 3,7 млн. га землі знаходиться в зоні дії аварії на Чорнобильській АЕС.
Якщо узагальнити всі зміни, то 22 % території України можна характеризувати як сильно і дуже сильно уражені і непридатні до повного використання.
Внаслідок екстенсивного розвитку господарства, неефективного ведення заповідної та інших природоохоронних справ порушилося співвідношення площ ріллі, природних кормових угідь, лісових те водних ресурсів, і як наслідок – інтенсивний розвиток ерозійних процесів, ущільнення орного шару ґрунту, зниження його родючості, послаблення стійкості природних ландшафтів України
Найбільших збитків ґрунтам завдають водна і вітрова ерозії, безповоротні втрати гумусу і поживних речовин, засолення і закислення ґрунтів, висушування і перезволоження, в тому числі і заболочування, забруднення промисловими відходами і викидами, отрутохімікатами.
Заходи щодо підвищення продуктивності земель та їх охорони дуже різноманітні і повинні здійснюватися комплексно, як єдина система, взаємно доповнюючи один одного і посилюючи дію всіх інших. Тому передусім потрібно, щоб кожний клаптик землі, кожне поле мало дбайливого господаря, освіченого, розсудливого, дбайливого, щоб від стану поля залежала не тільки його доля, а й доля його дітей та онуків.
Сьогодні особливого значення набуває рекультивація земель – повне або часткове відновлення ландшафту та родючості ґрунту, порушених попередньою господарською діяльністю, добуванням корисних копалин, будівництвом і т. д. Вона передбачає вирівнювання земель, лісопосадок, створення парків і озер на місці гірських розробок та інші заходи.
Однак розрив між відпрацьованими і поновленими площами ще великий, незважаючи на зростання обсягів рекультивації порушених земель. Раціональне землекористування в сільському господарстві включає правильну організацію території, формування культурного агроландшафту. Екстенсивне землеробство призвело до розорювання лучних земель аж до зрізів русел рік, спадистих і крутих схилів, на яких повинні рости ліси, чагарники і трави. В кожному конкретному районі повинно бути своє, науково обґрунтоване співвідношення між полем, лісом, луками, болотами, водоймищами, що дасть найвищий господарський ефект і збереже навколишнє середовище.
Важливим напрямком є також організація і дотримання польових, кормових, протиерозійних та інших сівозмін. Необхідно оптимізувати розмір полів у сівозмінах, оскільки вони у нас часто завеликі. Поля сівозмін потрібно нарізати за контурами ґрунтових відмін, а не розбивати різногрунтові ділянки на правильні прямокутники з метою полегшення механізованого обробітку. Адже кожна ґрунтова відміна дозріває для обробітку в певний час, і потребує різних форм обробітку, різних норм та сортів гною, добрив, вапна та гіпсу. Для того, щоб зберегти фізичні властивості ґрунтів потрібно різко скоротити повторність обробітку ґрунтів, перейти на прогресивні та ефективні його форми, легкі машини і механізми.
Щоб врятувати український чорнозем, треба щороку вносити на гектар по ЗО – 40 тонн органіки. Раніше налічувалося більше десяти видів гною. Нині ж гнойове господарство занедбане. На поля вивозиться переважно гноївка, сечовина, котрі отруюють грунт. Але вихід знайдено, і існує технологічно відпрацьований процес. Гній, гноївка, інші органічні рештки переробляються у спеціальних установах на біогаз (метан) і цінне концентроване органічне добриво. У процесі бродіння виділяється метан, що використовується для опалення як екологічно чисте паливо. А органічні речовини, багаті на азот, фосфор, калій та мікроелементи, осідають на дно. Після припинення бродіння воду зливають, осад висушують і гранулюють. В такому органічному добриві концентрація поживних елементів у 10 разів вища, ніж у гної. І транспортувати на поля таке добриво набагато зручніше, ніж гній. Такий досвід є в ряді країн.
Підвищенню вмісту гумусу у ґрунтах сприяє безплужний обробіток ґрунтів, а також ґрунтова фауна, яка здійснює гуміфікацію органічних решток. Особливо велика роль у цьому дощових черв’яків. В ряді країн Європи вирощують дощових черв’яків на спеціальних біофабриках. Фермери їх купують і завозять на поля для поліпшення властивостей ґрунту.
Збільшення вмісту гумусу значно підвищує ефективність мінеральних добрив, знижує їх побічну негативну дію, сприяє закріпленню їх надлишків і нейтралізує шкідливі домішки.
Для постійного невпинного підвищення врожайності ґрунтів необхідно здійснити ряд меліоративних заходів.
Меліорація – докорінне поліпшення природних умов ґрунтів з метою підвищення їх родючості.
За дією на грунт і рослини меліорація поділяється на декілька видів. Агротехнічні меліорації передбачають суттєве поліпшення агрономічних властивостей ґрунту шляхом оптимального обробітку із застосуванням спеціальних прийомів – переривчастого боронування, щілинування, лункування та інших прийомів для затримання снігу та стічних вод.
Лісотехнічні меліорації здійснюються з метою поліпшення водного режиму та мікроклімату, захисту ґрунтів від ерозії шляхом заліснення схилів, балок і ярів, вододілів і рухомих пісків, розведення лісів загального агрономічного призначення.
Хімічні меліорації поліпшують агрохімічні і агрофізичні властивості ґрунтів шляхом використання вапна, гіпсу, дефекату, торфу, сапропелів, компостів, гною та інших матеріалів, що збагачують грунт на органіку.
Гідротехнічні меліорації спрямовані на поліпшення водного режиму шляхом обводнення або осушення, правильним регулюванням водного режиму ґрунту.
Всі ці види меліорації потрібно застосовувати лише на основі науково обґрунтованих потреб, щоб не погіршити стан земель.