ПРОСТОРОВА НЕОДНОРІДНІСТЬ СТРУКТУРНО-АГРЕГАТНОГО СКЛАДУ ҐРУНТІВ В МЕЖАХ ОКРЕМИХ АГРОЦЕНОЗІВ ЛІВОБЕРЕЖНОГО ЛІСОСТЕПУ УКРАЇНИ

Ірина Владленівна Пліско; Карина Миколаївна Куцова

doi:10.32845/agrobio.2022.2.18

Ірина Владленівна Пліско http://orcid.org/0000-0001-8111-7662
Карина Миколаївна Куцова http://orcid.org/0000-0002-7130-2343

DOI: https://doi.org/10.32845/agrobio.2022.2.18

Ключові слова: агроценоз, водостійкість, ґрунтові агрегати, структурно-агрегатний склад, просторова неоднорідність

Анотація

Висвітлено результати дослідження структурно-агрегатного складу неоднорідних за формою рельєфу земельних ділянок окремих агроценозів Лівобережного Лісостепу України. Посилення антропогенного впливу на грунти призводить до деформації, руйнування мікро- і макроагрегатів та відображається на ефективності землеробської діяльності, що актуалізує дослідження структурно-агрегатного складу орних грунтів та оцінки неоднорідності їх основних показників. Неоднорідність вмісту структурних фракцій агрегатів, в тому числі водостійких, досліджено ситовим методом у модифікації Н.І. Саввінова (ДСТУ 4744:2007) з використанням методів статистичного та геостатистичного аналізу даних. Проаналізовано вплив складових рельєфу та генетичної природи грунтів на неоднорідність структурно-агрегатного складу та водостійкість ґрунтових агрегатів. Виявлено, що у структурному складі ґрунтів Лівобережного Лісостепу України спостерігається переважання агрономічно цінних агрегатів. Мінливість висот місцевості, експозиція схилів і кутів їх нахилу характеризується тісними зв’язками із формуванням брилистої фракції, збільшення якої спостерігається разом із підвищенням висоти поверхні. Орографічна неоднорідність у просторі обумовлює диференціацію за стійкістю ґрунтових агрегатів дослідних агроценозів на різних глибинах. Збільшення крутизни схилу негативно відображається на формуванні та розподілі структурних елементів: у підніжжях та на увігнутих частинах схилу збільшується вміст водостійких агрегатів через акумуляцію раніше еродованого ґрунтового матеріалу. На відносно вирівняних частинах досліджених об’єктів зосереджені добре оструктурені грунти. Видовий склад ґрунтів є змінним на відносно невеликій відстані завдяки різній інтенсивності процесів акумуляції, що зумовлює територіальну мозаїку за структурно-агрегатним складом та вмістом водостійких агрегатів. Встановлено, що темно-сірі опідзолені ґрунти визначаються надмірною водостійкістю грунтів та, в деяких випадках, переважанням брилистої фракції, на відміну від чорноземів опідзолених зі сприятливими умовами та кращими показниками структурно-агрегатного складу.

Посилання

1. Agrofizicheskie issledovanija v opytah po obrabotke i udobreniju pochv: metodicheskie rekomendacii. [Agrophysical research in experiments on soil cultivation and fertilization: methodological recommendations]. (1977). Ukrainskij nauchno-issledovatel’skij institut pochvovedenija i agrohimii im. A. N. Sokolovskogo. Kharkiv, 58 (in Russian).
2. Brady, N. C. & Weil, R. R. (2016). The Nature and Properties of Soils. 15th edition. Fifteenth edition. Pearson, Columbus, 144–156.
3. Bronick, C. J. & Lal, R. (2005). Soil structure and management: a review. Geoderma, 124, 3–22.
4. Cantón, Y., Solé-Benet, A., Asensio, C., Chamizo, S. & Puigdefábregas, J. (2009). Aggregate stability in range sandy loam soils relationships with runoff and erosion. Catena, 77, 192–199.
5. Coleman, D.C., Callaham, M.A. & Crossley, D.A. (2018). Fundamentals of Soil Ecology (third ed.). Academic Press, Elsevier, London, UK. 15–19.
6. Chornyi, S.H. (2018). Otsinka yakosti gruntiv: navchalnyi posibnyk. Mykolaiv: MNAU, 26–29 (in Ukrainian).
7. DSTU 4287:2004. Yakist hruntu. Vidbyrannia prob [Soil Quality. Sampling] (2005). Derzhspozhyvstandart, Kyiv, 9 (in Ukrainian).
8. DSTU 4730:2007. Yakist hruntu. Vyznachannia hranulometrychnoho skladu metodom pipetky v modyfikatsii N.A. Kachynskoho [Soil Quality. Determination of granulometric composition by pipette method in modification of N.A. Kaczynski]. (2009). Derzhspozhyvstandart, Kyiv, 19 (in Ukrainian).
9. DSTU 4744:2007. Yakist hruntu. Vyznachennia strukturno-ahrehatnoho skladu sytovym metodom u modyfikatsii N. I. Savvinova [Soil Quality. Determination of structural-aggregate composition using sieve method in the version of N. I. Savvinov]. (2008). Kyiv, Derzhspozhyvstandart, 12 (in Ukrainian).
10. Duan, L., Sheng, H., Yuan, H., Zhou, Q. & Li, Z. (2021). Land use conversion and lithology impacts soil aggregate stability in subtropical China. Geoderma, 389.
11. Gajic, B., Dugalic, G. & Djurovic, N. (2006). Comparison of soil organic matter content, aggregate composition and water stability of gleyic fluvisol from adjacent forest and cultivated areas. Agronomy Research, 4 (2), 499–508.
12. Gholoubi, A., Emami, H. & Caldwell, T. (2019). Deforestation effects on soil aggregate stability quantified by the high-energy moisture characteristic method. Geoderma, 355, 113919. doi: 10.1016/j.geoderma.2019.113919
13. Magdoff, F. R. & Es, H. M. (2000). Building Soils for Better Crops. Second edition. Handbook Series Book 4. Sustainable Agric. Network, Beltsville, MD, 21–32.
14. Mammadov, G. & Leah, T. (2021). Changes of some agrophysical properties of Azerbaijan dry subtropics soils using various fertilizer systems. Scientific Papers. Series A. Agronomy, 2, 63–70.
15. Medvedev, V. V. (2007). Neodnorodnost pochv i tochnoe zemledelie. Chast 1. Vvedenie v problemu. [Soil heterogeneity and precision farming. Part 1. Introduction to the problem]. Kharkiv: 13 tipografiya, 62–66 (in Russian).
16. Medvedev, V. V. (2008). Struktura pochvyi: metodyi, genezis, klassifikatsiya, evolyutsiya, geografiya, monitoring, ohrana [Soil structure: methods, genesis, classification, evolution, geography, monitoring, protection]. Kharkiv: 13 tipografiya, 38–63 (in Russian).
17. Medvedev, V. V. (2009). Neodnorodnost pochv i tochnoe zemledelie. Chast 2. Rezultatyi issledovaniy. [Soil heterogeneity and precision farming. Part 2. Results of research]. Kharkiv: Gorodskaya tipografiya, 31–97 (in Russian).
18. Naveed, M., Moldrup, P., Vogel, H.-J., Lamande, M., Wildenschild, D., Tuller, M. & Jonge L. W. (2014). Impact of long-term fertilization practice on soil structure evolution. Geoderma, 217, 181–189.
19. Nedvyha, M. V. & Halasun, Y. P. (2012). Strukturno-ahrehatnyi stan chornozemu opidzolenoho za tryvaloho zastosuvannia riznykh system udobrennia u lantsi polovoi sivozminy [Structural and aggregate state of black soil ashed with prolonged use of various fertilization systems in the field crop rotation link]. Zahalne zemlerobstvo, 1–2, 34–43 (in Ukrainian).
20. Patra, S., Julich, S., Feger, K. H., Jat, M. L., Jat, H., Sharma, P. C. & Schwarzel, K. (2019). Soil hydraulic response to conservation agriculture under irrigated intensive cereal-based cropping systems in a semiarid climate. Soil Tillage Resourses, 192, 151–163.
21. Pavlu, L., Kodesova, R., Vasat, R., Fer, M., Klement, A., Nikodem, A. & Kapicka, A. (2022). Estimation of the stability of topsoil aggregates in areas affected by water erosion using selected soil and terrain properties. Soil and Tillage Research, 219(1), 105348. doi: 10.1016/j.still.2022.105348.
22. Publichna kadastrova karta Ukrainy [Public cadastral map of Ukraine]. Access mode: https://map.land.gov.ua (in Ukrainian).
23. Rabot, E., Wiesmeier, M., Schlüter, S. & Vogel, H. J. (2018). Soil structure as an indicator of soil functions. Geoderma, 314, 122–137. doi: 10.1016/j.
24. Schlueter, S., Sammartino, S. & Koestelc, J. (2020). Exploring the relationship between soil structure and soil functions via pore-scale imaging. Geoderma, 370, 114370. doi: 10.1016/j.Geoderma.2020.114370.
25. Shepherd, T. G., Saggar, S., Newman, R. H., Ross, C. W. & Dando, J. L. (2001). Tillage-induced changes to soil structure and organic carbon fraction in New Zealand soils. Australian Journal Soil Research, 39, 465–489. doi: 10.1071/SR00018
26. Shevchenko, M.V. (2019). Naukovi osnovy system obrobitku gruntu v umovah nestikoho ta nedostanioho zvolozhennia: momografa [Scientific foundations of soil cultivation systems in conditions of unstable and insufficient moisture: monograph]. KhNAU, Kharkiv, 18–34 (in Ukrainian).
27. Singh, P. & Benbi, D. K. (2018). Soil organic carbon pool changes in relation to slope position and land-use in Indian lower Himalayas. Catena, 166, 171–180. doi: 10.1016/j.catena.2018.04.006.
28. Slimani, H., Aidoud, A. & Roze, F. (2010). 30 Years of protection and monitoring of a steppic rangeland undergoing desertification. Journal of Arid Environments, 74, 685–691.
29. Sokolovsку, A. N. (1971). Izbrannyie trudyi [Selected writings]. Pochvovedenie i agrohimiya. Urozhaj, Kiev, 58–107 (in Russian).
30. Tirgarsoltani, M. T., Gorji, M., Mohammadi, M. H. & Millan, H. (2014). Evaluation of models for description of wet aggregate size distribution from soils of different land uses. Soil Science & Plant Nutrition, 60 (2), 123–133.
31. Tsapko, Yu. L. & Ohorodnia, A. I. (2014). Vplyv kultur-fitomeliorantiv na strukturnyi sklad chornozemu opidzolenoho Livoberezhnoho Lisostepu Ukrainy [The impact of individual phyto-ameliorative crops upon the structural composition of podzolic chernozem of eastern forest steppe in Ukraine]. Visnyk KhNAU imeni V. V. Dokuchaieva, 2, 20–25 (in Ukrainian).
32. Zhang, P., Wang, Y., Xu, L., Li, R., Sun, H. & Zhou, J. (2021). Factors controlling spatial variation in soil aggregate stability in a semi-humid watershed. Soil Till, 214, 10. Res. doi: 10.1016/j.still.2021.105187