До 2020 року тільки за Державною програмою з підтримки розвитку галузей виноградарства, садівництва і хмелярства було закладено понад 110 тис. гектарів багаторічних насаджень, близько 90% яких забезпечено краплинним зрошенням.
Краплинне зрошення з фертигацією як елемент високоточного землеробства має технологічну особливість локального водоподання, за якого формується просторова неоднорідність ґрунтів за властивостями у межах зрошувальної площі.
Наявна на сьогодні інформація про процеси у ґрунтах, коли протягом 15−25 років подання води з добривами спрямовано в одну точку, не дає змоги контролювати, прогнозувати та підтримувати родючість ґрунтів на оптимальному рівні.
Для збереження фізичних, агрохімічних та фізико-хімічних властивостей ґрунтів Інститут водних проблем і меліорації НААН розробив «Рекомендації з оцінки, прогнозування і управління еколого-меліоративним станом ґрунтів в умовах краплинного зрошення».
СИСТЕМА СПОСТЕРЕЖЕНЬ
Один із розділів «Рекомендацій» спрямований на організацію мережі та ведення моніторингових спостережень за станом ґрунтів в умовах краплинного зрошення. Це відбувається в кілька етапів.
Перший етап. Збирання та аналіз наявної інформації про об’єкт краплинного зрошення, дані про ґрунти, джерела та системи зрошення, технології вирощування із залученням усіх доступних матеріалів.
Другий етап. Розміщення точок спостереження в полі, їхнє облаштування та безпосереднє виконання спостережень за показниками контролю з отриманням початкових та подальших змін стану зрошуваних ґрунтів.
До режимних спостережень входить систематичне одержання інформації за переліком показників стану ґрунтів, відбирання проб ґрунтів, ґрунтотворних порід, поливних вод, проведення комплексних ґрунтових та гідрогеологічних зйомок території.
Третій етап. Лабораторне аналізування зразків ґрунту та зрошувальної води, обробляння та систематизація результатів вимірювань, просторове оцінювання стану ґрунтів з визначенням та картографуванням ділянок підвищеного ризику негативних явищ і процесів. Мережа системи спостережень складається з окремих точок. Кожна з них повинна мати свою координатну топографічну прив’язку в системі координат. Кількість точок залежить від:
• різноманітності ґрунтового покриву (мінімальна кількість їх повинна охопити всі різновиди ґрунтів);
• наявності джерел поливної води різної якості;
• варіабельності еколого-меліоративного стану ґрунтів, але не менше однієї точки на один гектар.
Закладення самостійних точок спостережень на кожний показник контролю переважно є неможливим, тому проводять комплексні спостереження та одночасне відбирання проб для різних цілей. Так, під час закладання свердловини для визначення рівня підґрунтових вод одночасно можна відібрати проби ґрунту і води для встановлення хімічного складу, мінералізації ґрунтової води, характеристики ґрунту верхнього шару, ступеня засолення, солонцюватості та іншого. Для фіксації зміни показника в часі спочатку фіксують коливання не менше ніж тричі на рік, а потім закладають точку спостереження залежно від мінливості.
Точки спостережень реєструють. У їхньому переліку обов’язково виділяють об’єкти підвищеного екологічного ризику:
• автоморфні ґрунти зі зміненим режимом гігроморфізму;
• ґрунти з близьким заляганням підґрунтових вод;
• ґрунти із заляганням не робочих дренажних систем;
• засолені, солонцюваті ґрунти;
• ерозійно небезпечні ділянки,
• площі, що поливають водою незадовільної якості та інші.
Точки спостережень за якістю поливної води влаштовують на внутрішньогосподарських каналах і безпосередньо біля водозабірників.
ПОКАЗНИКИ КОНТРОЛЮ
Для кожного об’єкту зрошення показники встановлюють індивідуально, при цьому враховуючи:
• строкатість ґрунтового покриву;
• рельєф поверхні;
• початкову характеристику ґрунтів (зокрема, ступінь засолення і осолонцювання, реакції ґрунтового середовища, карбонатності горизонтів тощо);
• якість води для зрошення;
• рівень ґрунтових вод;
• типи зрошуваних насаджень.
До переліку показників контролю для оцінки еколого-агромеліоративного стану ґрунтів входять:
• гідрофізичні показники водного режиму ґрунту (потенціал ґрунтової вологи, основна гідрофізична характеристика (ОГХ, структура порового простору ґрунту, характеристика макропористості за розмірами і співвідношенням їхніх характерних розмірів (rmax – rmin);
• водно-фізичні показники ґрунту (найменша вологомісткість, максимальна гігроскопічність, вологість стійкого в’янення);
• сольовий склад ґрунтових розчинів;
• фізичні показники ґрунту (гранулометричний склад ґрунту, щільність будови ґрунту, щільність твердої фази ґрунту, структурно-агрегатний склад ґрунту);
• фізико-хімічні показники ґрунту (реакція ґрунтового середовища, сольовий склад водної витяжки, склад поглинених катіонів, ємність поглинання, вміст карбонатів, активність іонів водню, натрію і кальцію);
• агрохімічні показники ґрунту (вміст органічної речовини, мінерального азоту, рухомих форм фосфору і калію);
• якість води для зрошення за агрономічними та екологічними критеріями;
• технічні показники систем краплинного зрошення (витрати краплинних водовипусків, рівномірність водоподання, витратно-напірні характеристики основного насосно-силового обладнання, коефіцієнт корисного використання води, стан трубопровідної мережі);
• рівень залягання та хімічний склад підґрунтових вод.
За потреби збирають додаткові показники, що не ввійшли в основний перелік: тепловий режим орного шару ґрунту та прилеглого шару атмосфери, радіаційний режим; кількість мікроорганізмів основних груп мікробного ценозу ґрунту, коефіцієнт мінералізації гумусу; фракційний склад гумусу тощо.
ТОЧКИ СПОСТЕРЕЖЕННЯ
За точку спостережень використовують свердловини, ґрунтові розрізи тимчасові точки, спеціальні ділянки та ін.
Свердловини (як кущові, так і одиночні) використовують для визначення рівня підґрунтових вод, де забір показників відбувається від трьох разів на місяць до двох разів на рік. На 100 га зрошуваної площі закладають 2−3 свердловини, за підвищеної мінералізації удвічі більше.
Спеціальні стаціонарні ділянки, які розміщують рандомізовано, служать для спостережень за водно-фізичними, фізико-хімічними властивостями ґрунтів, параметрами вологообміну, сольовим та поживним режимами, якісним складом поливної води як посезонно, так і в багаторічному аспекті.
Спеціальні стаціонарні ділянки для локального рівня спостережень створюють для контролю за річною та багаторічною динамікою розвитку еколого-меліоративного стану ґрунтів. На таких ділянках (точках) контролюють як окремі показники, так і їхні комплекси.
Тимчасові точки спостережень облаштовують як пункти відбирання зразків ґрунту і води під час проведення ґрунтово-сольових зйомок та рекогносцирувальних обстежень для уточнення контурів розвитку негативних процесів у ґрунтах.
Оптимальним варіантом точки спостереження є розріз-траншея завширшки 0,8 м, завдовжки 3 м (віддаленість від точки водовипуску), завглибшки 1,2 м. Ці розміри дають змогу отримати найбільш повну інформацію з урахуванням просторової неоднорідності ґрунтів і дати детальну профільну оцінку у вертикальному та горизонтальному напрямках.
Облаштування точок спостережень потребує спеціального обладнання, що дасть змогу безперервно вимірювати вологість ґрунту (тензіометричний тиск), найменшу вологомісткість ґрунту, гідрофізичні характеристики тощо.
Оскільки за краплинного зрошення вологу отримує не весь обсяг ґрунту, що відводиться для рослини відповідно до схеми садіння, а лише його частина, то визначення вологості потребує певних особливостей.
Для облаштування таких точок використовують сучасні автоматичні метеостанції та станції вологості ґрунту, застосовують тензіометричний та термостатно-ваговий методи кількісного контролю параметрів водного режиму. Робочі елементи (датчики) станцій вимірюють задані показники в автоматичному режимі та передають їх до накопичувального сервера.
Тензіометричний метод дає змогу фіксувати зміни вологості ґрунтів з урахуванням особливостей формування кореневої системи багаторічних плодових або кущових рослин. Тензіометри встановлюють у стінку шурфу або ґрунтового розрізу в площині перпендикулярно до напрямку ряду рослин з урахуванням прогнозованих зон зволоження на певній відстані та глибині від точки водоподання. Термостатно-ваговим методом визначають вологість ґрунту в міжряддях за межами зони зволоження.
Під час підготовки точки (розрізу-траншеї) описують профіль ґрунтів, індексують генетичні горизонти, фіксують морфологічні особливості ґрунтової товщі. Для визначення фізичних, фізико-хімічних та агрохімічних характеристик або змін у них відбирають відповідні ґрунтові зразки. Описи та відбір ґрунтових зразків виконують згідно з чинними в Україні нормативними документами, гармонізованими до європейських підходів проведення моніторингових вивчень ґрунтів.
У розрізах-траншеях ґрунт відбирають у зоні зволоження (точці водоподання), на зовнішній межі зони зволоження (за 40−60 см від точки водоподання), у зоні постійного навантаження технікою (технологічна колія) та у середині міжрядь.
Глибина відбирання зразків залежить від типу насаджень та кожного окремого показника характеристик ґрунту. Так, глибина відбирання зразків для плодових культур на слаборослих вегетативних підщепах та кущових ягідниках становить 1,0−1,2 м, на середньо- та сильнорослих підщепах і винограді — 1,2−1,8 м.
Гранулометричний склад визначають, відбираючи зразки через 10 см до глибини 1,0−1,8 м, щільність складення — через 10 см до 0,4−0,8 м, структурно-агрегатний склад — за шарами 0−10 см, 10−20, 20−30, 30−50 та 50−70 см, агрохімічні та фізико-хімічні показники — через 20 см до 1,0−1,8 м.
Характер та динаміку водно-сольового режиму ґрунтів визначають через мінералізацію ґрунтових порових розчинів у зонах зволоження методом вакуумних витяжок.
Усі зразки аналізують у акредитованих аналітичних лабораторіях. Отримані результати первинних моніторингових спостережень зберігають, інтерпретують, оцінюють та використовують за призначенням. Створюють сучасні бази даних та аналітично-інформаційні системи, які дають змогу швидко залучати інформацію для прогнозування стану різних типів ґрунтів за краплинного зрошення та управляти їхнім еколого-меліоративним станом, щоб не допустити в ґрунтах деградаційних процесів.
Сергій Рябков, д-р с.-г. наук, директор ДП «ПТБ» ІВПіМ НААН
Співатори: Людмила Усата, ст. наук. співробітник ІВПіМ НААН, Тетяна Юрченко, технолог, ДП «ПТБ» ІВПіМ НААН
Садівництво по-українськи
