Тема 7. «Еколого-економічна ефективність агроландшафтної реорганізації земель»

1. Формування сівозмінних масивів з врахуванням конкретних грунтово-кліматичних умов суб′єктів господарювання на землі

Роль сівозміни, як біологічного фактора поліпшення фітосанітарного стану ґрунту і посівів, у забезпеченні високих і сталих урожаїв вирощуваних культур, а також у гармонійному функціонуванні сучасних агроландшафтів, зважаючи на інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва, надзвичайно висока.Ще в позаминулому сторіччі І.О.Стебут (1879), писав, "що ефективною може бути лише та сівозміна, яка служить відображенням правильно складеного для місцевих умов плану польового господарства як частини даного господарства".

Характер рельєфу і якісний стан ґрунтового покриву першої ЕТГ, до якої входять повнопрофільні та слабоеродовані ґрунти, що розташовані на рівнинах і схилах до 3°, дає змогу вирощувати всі культури, включаючи й просапні.

У межах І ЕТГ виділяються дві технологічні підгрупи:

1-а - рівнинні землі (схили до 1°), на яких немає обмежень у виборі напрямку обробітку ґрунту і посіву;

1-б - схилові землі (крутизна 1-3°) і ділянки з ухилами до 1° в середній і нижній частині водозбору в Степовій і Лісостеповій зонах з великими водозбірними площами, на яких обов'язковий обробіток ґрунту і посів сільськогосподарських культур поперек схилів або контурно з допустимим ухилом до горизонталей місцевості. На таких землях поля сівозмін повздовжніми сторонами та лісосмугами на них розміщуються поперек схилу або контурно.

На землях II ЕТГ розміщуються ґрунтозахисні сівозміни з включенням культур, що мають високу ґрунтозахисну здатність. Розміщення пару і просапних культур на II ЕТГ забороняється.

Для диференціації щільності протиерозійних заходів, включаючи й агротехнічні, корегування ґрунтозахисних сівозмін (за ступенем насиченості багаторічними травами) землі II ЕТГ поділяються на дві підгрупи:

ІІ-а - землі з крутизною схилів 3-5° без чітко сформованих улоговин. Рекомендується тимчасово вивести з обробітку під залуження - довготривалі високоінтенсивні сіножаті.

ІІ-б - землі з крутизною схилів 3-5° пересічені улоговинами. Рекомендується вивести з обробітку на постійно, з наступним штучним або природним залуженням або залісенням.

Контурно-смуговi РД звичайно мають невелику площу, переважно до 10-15 га. Тому не виникає утруднень з їхньою агрегацiєю у поля сiвозмiн (зрозумiло, за умови найсуворiшої недоторканостi меж РД i ЗПД, що їх закрiплюють). До цього слiд додати надзвичайну бажанiсть черезсмужного об'єднання РД у поля сiвозмiн. Наприклад, у перше поле сiвозмiни слiд включити 1-у, 3-ю, 5-у (i т.д.) РД, у друге - 2-у, 4-у, 6-у (i т.д.) РД. Це пiдвищить екологiчну стабiльнiсть АЛ в цiлому, зменшить швидкiсть поширення шкiдникiв, захворювань рослин, багатьох бур'янiв, навiть пожеж.

Головним критерієм наукової обґрунтованості структури посівних площ є виражена в порівняльних показниках (наприклад, у грошовій або енергетичній оцінці) кількість продукції, виробленої на 1 га орних угідь при найменших затратах праці та засобів на одиницю продукції.Найвища продуктивність кожної сільськогосподарської культури може бути досягнута тоді, коли ґрунтові й кліматичні умови, а також агротехніка найповніше відповідають її біологічним особливостям (вимогам). 

2. Екологічна оцінка запроектованих сівозмін з використанням балансових розрахунків

Важливим кроком на шляху до формування адаптивно-ландшафтних систем сільськогосподарського землекористування, основними принципами яких є екологічність, адаптивність, наукоємність та біогенність, безумовно, є раціоналізація структури посівів з врахуванням геоморфологічних, ґрунтових та господарських умов конкретних регіонів. Оптимізація структури посівних площ є найбільш дешевим і екологічним засобом підвищення продуктивності агроекосистем, забезпечення більш повного використання біокліматичного потенціалу територій. Однак, радикальні перетворення в аграрній сфері нашої країни, обумовлені, в основному, кон'юктурою ринку без врахування вимог екологічної безпеки, призвели до значного зростання частки високорентабельних технічних культур і зменшення площі культур кормової групи, зокрема, багаторічних трав, які складають основу ґрунтозахисних сівозмін. Науково необґрунтоване розширення площ інтенсивних культур, як засвідчує практика попереднього періоду і сьогодення, обумовлює посилення деградаційних процесів таких як ерозія, дегуміфікація та виснаження на поживні речовини.

Аналіз структури посівних площ сільськогосподарських культур в Київськоу регіоні за період 1990-2016 рр. засвідчує, що її трансформація в період радикального реформування аграрного сектора економіки, зміни форм власності на землю і майно, відбувалась переважно під впливом кон'юктури ринку: значно зросли площі технічних культур (зокрема, соняшнику з рівнем рентабельності 236% у 1990 р. і 54% у 2016 р., що є одним з найвищих серед основних видів продукції сільського господарства) і суттєво зменшились площі кормових культур. 

Зменшення у структурі посівних площ частки культур кормової групи підірвало кормову базу для тваринництва, що ускладнило і без того недостатнє виробництво органічних добрив для оптимізації агрохімічних властивостей ґрунтів. За дороговизни енергоносіїв і добрив саме завдяки багаторічним бобовим травам забезпечується інтенсифікація біологічного фактора у підвищенні продуктивності сільськогосподарських угідь, поліпшуються фізичні властивості ґрунтів, зростає їх протиерозійна стійкість.

Перелічені негативні аспекти носять комплексний характер (адже торкаються екологічної, економічної та соціальної сфер життєдіяльності сільського населення), а тому й заходи щодо їх подолання повинні носити системний комплексний характер. Виходячи з цього, для оптимізації структури посівних площ на регіональному рівні необхідно враховувати не тільки кон'юктуру ринку (економічний чинник), а соціальні та екологічні фактори. Реальним втіленням цього принципу є планування площ сільськогосподарських культур з врахуванням класу придатності орних земель до їх вирощування.

Згідно «Методичних рекомендацій щодо оптимального співвідношення            сільськогосподарських культур у сівозмінах різних ґрунтово-кліматичних зон України» (За редакцією М.Д.Безуглого та А.С.Заришняка.-Київ, 2008), затверджених наказом Мінагрополітики та УААН від 18.07.2008 р. за N440/71, лише при  застосуванні  науково   вивірених   і   апробованих сівозмін  та  ефективних  агротехнічних заходів можна реалізувати генетичний  потенціал  сортів  і  гібридів   сільськогосподарських культур,  що  особливо  важливо  в  нинішніх  умовах при виконанні програми щодо забезпечення продовольчої безпеки нашої держави. В ринкових умовах роль  сівозмін  зростає. Ні  добрива  та    пестициди,  що  застосовуються при вирощуванні сільськогосподарських  культур,  не  дають  можливості повністю  позбавитись  від бур'янів,  шкідників та хвороб.  Більше того, чим краще  удобрюються  земельні  угіддя,  тим сприятливіші умови створюються для розвитку бур'янів і хвороб.      Зниження врожаю багатьох культур за  відсутності  сівозмін  є наслідком   однобічного   використання  поживних  речовин  ґрунту, накопичення в ньому шкідників і збудників хвороб,  а також  різних токсичних  речовин  - продуктів життєдіяльності рослин і ґрунтових мікроорганізмів.

В умовах підвищеної ерозійної небезпеки  орні  землі  Лісостепу  виділяються  в три еколого-технологічні групи (ЕТГ) за крутизною схилу, і сівозміни планують  таким  чином,  щоб  поля  кожної  з   них знаходились  в одній еколого-технологічній групі земель та були рівновеликими.  Розміщення полів однієї сівозміни  у декількох  ЕТГ земель дуже ускладнює,  а іноді й зовсім унеможливлює освоєння і  ведення сівозміни.

Співвідношення  окремих   культур в сівозмінах   залежить    від ґрунтово-кліматичних     умов     і    прийнятої    спеціалізації.   У господарствах,   які   спеціалізуються  на  виробництві  продуктів тваринництва, структура посівних площ залежить від складу кормових культур.  У  господарствах,  що  займаються виробництвом продукції рослинництва, структура посівних площ залежить від виду продукції, на якій базується спеціалізація. Оскільки лісостепові  райони  Київської області належать до підзони нестійкого   зволоження, то високі та  сталі  врожаї  озимої пшениці можна одержати після зайнятого  однорічними  культурами на зелений корм пару, після багаторічних трав на один укіс, гороху.  В той же час така озима пшениця є одним з кращих попередників для цукрових буряків.

Враховуючи важливу роль гумусу для родючості ґрунту, коректним є використання балансових розрахунків саме цієї речовини для екологічної оцінки структури посівних площ і запроектованих сівозмін. Баланс гумусу розраховується за формулою:

Б_с=(ΣП₁+ΣП₂)/t_p-ΣP/tp

де Бс - середньорічний баланс гумусу в ґрунті за ротацію сівозміни, т/га;

П₁ - сума новоутвореного гумусу за рахунок рослинних решток, т/га;

П₂- сума новоутвореного гумусу  за рахунок органічних добрив, т/га;

Р - сумарна кількість гумусу, що мінералізується під культурами за ротацію сівозміни, т/га;

t_p - тривалість ротації, років.

Потребу в органічних добривах встановлюють, виходячи з конкретних умов і завдання щодо досягнення бездефіцитного або позитивного балансу гумусу. Для підтримання бездефіцитного балансу гумусу норму гною розраховують за формулою Г.Я.Чесняка:

H_m=H₁+Б_г/К_г

де Н_м - мінімальна норма гною на 1 га сівозмінної площі, що забезпечує бездефіцитний баланс гумусу, т/га;

Н₁ - норма гною, що використовується у сівозміні, т/га;

Б_г - баланс гумусу у сівозміні, т/га;

Кг - кількість гумусу, що утворюється з 1 т гною (в умовах Лісостепу - 0,054 т/га).

Наприклад, на території досліджуваного господарства запроектовано три сiвозмiни:

польова №1 (інтенсивна) площею 662,4 га (8 полів, середній розмір поля - 82,8 га);

польова №2 (екстенсивна) площею 303,8 га (5 полів, середній розмір поля - 60,8 га);

ґрунтозахисна  площею 100,9 га (5 полів, середній розмір поля - 20,2га).

Баланс гумусу в польовій сівозміні №1 склав:

Б_с=(6,26+0)/8-7,30/8=-0,13 т\га.

Оскільки баланс гумусу в даній сівозміні від’ємний (дефіцитний), то необхідно визначити норму органічних добрив (гною) для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу:                       

Н_м=0+0,13/0,054=0+2,41=2,41 т/га.

Тобто, щоб досягти бездефіцитного балансу гумусу, треба вносити не менше 20 (2,41 × 8 = 19,28) т/га органічних добрив за ротацію сівозміни (в полі №3).

Баланс гумусу в польовій сівозміні №2 склав:

Б_с=(4,81+0)/5-3,73/5=-0,22 т\га.

Оскільки баланс гумусу в даній сівозміні позитивний, то додатково вносити органічні добрива не має потреби.

Баланс гумусу в ґрунтозахисній сівозміні склав:

Бс=(6,52+0)/5-2,80/5=-0,74 т\га.

Оскільки баланс гумусу в даній сівозміні позитивний, то потреби вносити додатково органічні добрива немає.

Отже, в польовій сівозміні №1 для забезпечення бездефіцитного балансу гумусу необхідно вносити за ротацію 20 т/га органічних  добрив. В польовій сівозміні №2 і в ґрунтозахисній сівозміні позитивний баланс гумусу забезпечується за рахунок біологічних особливостей культур суцільного посіву і багаторічних бобових трав. Тому, у комплексі заходів щодо стабілізації вмісту гумусу слід пе­редбачити: внесення органічних добрив, посів багаторічних трав, залишення високої стерні, додержання оптимального співвідношення між культурами в сівозміні, хімічну меліорацію ґрунтів тощо.

3. Оцінка еколого-економічної ефективності заходів постійної дії і технологічного блоку агроландшафту за відверненими втратами гумусу

Для забезпечення сталого функціонування сільськогосподарського землекористування на досліджуваній території пропонується комплекс таких протиерозійних заходів:

1) організаційно-господарські: контурна організація території, залуження еродованих схилів;

2) агротехнічні заходи (глибокий плоскорізний обробіток, щілювання схилів);

3) лучно-меліоративні (поверхневе поліпшення природних кормових угідь);

4) гідротехнічні (наорні вали);

5) агролісомеліоративні (полезахисні та стокорегулюючі лісосмуги, заліснення деградованих земель).

При розробці моделі протиерозійного захисту (МПЗ) необхідно вирішити, як мінімум, дві задачі:

1) забезпечити надійний захист ґрунтового покриву від ерозії, що створює необхідні умови для відтворення його родючості;

2) передбачити швидку і високу окупність витрачених на ґрунтоохоронні заходи коштів. Це означає, що для виконання принципу достатності протиерозійного захисту потрібно зробити тільки все необхідне і нічого зайвого. 

У контексті економіки природокористування модель протиерозійних заходів можна розглядати як певним чином організовану еколого-економічну систему, що функціонує з метою раціонального природокористування та оптимального й продуктивного розвитку аграрного виробництва на ерозійно небезпечних землях за рахунок мінімізації впливу несприятливих умов навколишнього природного середовища на створюваний еколого-економічний ефект за визначений проміжок часу. Відмінною особливістю оцінки доцільності реалізації МПЗ є необхідність урахування їх впливу на навколишнє природне середовище (НПС), тобто поєднання економічних й екологічних інтересів. Проте проблема визначення екологічних збитків від реалізації МПЗ є надзвичайно складною та досі не вирішеною через неможливість їхнього визначення у вартісній формі, оскільки тут діє екологічний принцип неповноти інформації.

Ефективна система сільськогосподарського землекористування потребує комплексного еколого-економічного підходу до землі як ресурсу та головного засобу виробництва. Результативні показники варті уваги лише за умови поліпшення агроекологічного стану ґрунту, оскільки екологічний напрям землекористування повинен мати пріоритет перед економічним у господарській діяльності на землі, а прибутковість розглядається як похідна від родючості та агроекологічного стану ґрунту.

Ефективність протиерозійних заходів обчислюють, як сумарний розрахунковий еколого-економічний ефект від впровадження всього проектного комплексу за формулою:

Eп = Eoг + Ea + Eл + Eг,

де Eп- новий госпрозрахунковий ефект від впровадження комплексу протиерозійних заходів, грн;

Eoг- ефект від впровадження організаційно-господарських заходів, грн;

Ea- ефект від впровадження агротехнічних заходів, грн;

Eл- ефект від впровадження лісомеліоративних заходів, грн;

Eг- ефект від впровадження гідротехнічних заходів, грн.

Показник комплексної оцінки - строк окупності проектних заходів - обчислюють як відношення капіталовкладень і сумарного прибутку від пяти груп заходів, і він не повинен перевищувати існуючих для агрокомплексу нормативів:

Oк = ∑к : ∑en                                          

де Oк- строк окупності, років;

∑к- сума капіталовкладень на проектні заходи, грн;

∑en- сумарний прибуток (еколого-економічний) від впровадження запроектованих заходів, грн.

Наприклад, враховуючи загальні обсяги і витрати на впровадження комплексу протиерозійних заходів на території ТОВ «Хмелівка-Агро» Тетіївського району та параметри підвищення продуктивності земель району з врахуванням меліоративного впливу ґрунтоохоронних заходів,  показник комплексної оцінки (строк окупності) проектних заходів складає:

Oк = 1156,971: 271,922 = 4,25 роки.

Додаткова еколого-економічна ефективність запроектованих заходів визначається за відверненими втратами ґрунту та гумусу. Розрахунки потенційного змиву ґрунту на досліджуваній території з врахуванням ґрунтозахисної ефективності запропонованих сівозмін і агротехнічних заходів свідчать, що проведення щілювання на схилових землях на глибину до 60 см за схемою (1+5) м або глибокого безвідвального основного обробітку дозволить зменшити потенційні втрати ґрунту від ерозії на земельних масивах I-2, YI-2 та YII-2 до 1,1-1,6 т/га, а на земельному масиві II-2 – до 2,5 т/га при нормі ерозії Р=0,1% від 41 см=4,1 т/га.

Отже, попереджені (відвернені) втрати ґрунту на досліджуваній території з врахуванням ґрунтозахисної ефективності сівозмін і агротехнічних заходів складуть в середньому 14,92 т/га.

Вміст гумусу в повнопрофільних ґрунтах на території Тетіївського району за даними УНДІ ім. О.Н.Соколовського і Укрземпроекту складає 3,6%. Зменшення вмісту гумусу в слабозмитих ґрунтах за класифікацією М.М.Заславського (1984) складає 10-20%, в середньозмитих -20-50% порівняно до незмитого ґрунту.

Враховуючи це, попереджені (відвернені)  втрати гумусу внаслідок впровадження комплексу протиерозійних заходів на території досліджуваного господарства прогнозуються на рівні (14,92т/га·3,00%/100%) 0,45т/га, а їх вартість становитиме (0,45т/га·234 у.о./т) 105,30 у.о./га. 

4. Контрольні питання для самоперевірки

1. Які сівозміни розміщують в межах першої еколого-технологічної групи земель?

2. Назвіть культури, вирощування яких недопускається в межах другої еколого-технологічної групи земель?

3.Чому для екологічної оцінки структури посівних площ і запроектованих сівозмін використовують балансові розрахунки саме гумусових речовин?

4. Як визначають середньорічний баланс гумусу в запроектованій сівозміні?

5.Назвіть алгоритм визначення еколого-економічної ефективності запроектованих грунтоохоронних заходів за відверненими втратами  гумусу

5. Список рекомендованої літератури

1. Закон України від 16.02.2017 "Про державний контроль за використанням та охороною земель" [Електронний ресурс] Режим доступу до ресурсу http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/963-15
2. Закон України "Про охорону земель" від 27.06.2015 [Електронний ресурс] Режим доступу до ресурсу http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/962-15?test=qY4Mfbtc78fVbabUZizauODBHI4V2s80msh8Ie6
3. 3. Закономірності поширення еродованих грунтів на території України [Електронний ресурс] Режим доступу до ресурсу https://studfiles.net/preview/5342226/page:37/
4. Булигін С.Ю. Формування екологічно сталих агроландшафтів: Навчальний посібник. Харків: Вид-во ХДАУ, 2001.-118 с.
5.  Булигін С.Ю., Бураков В.І., Котова М.М., Новак Б.І., Ачасов А.Б., Барвінський А.В. Проектування ґрунтозахисних та меліоративних заходів в агроландшафтах: Навчальний посібник. -Київ:НАУ, 2004.-114 с.