Стаття

Отримано 09.01.2023

Доопрацьовано 14.03.2023

Прийнято 25.04.2023

Взято з Том 27, № 2, 2023

Сторінки 9 -20

Onopriienko, D., Makarova, T., Tkachuk, A., Hapich, H., & Roubík, H. (2023). Prevention of degradation processes of soils irrigated with mineralized water through plastering. Ukrainian Black Sea Region Agrarian Science, 27(2), 9-20. https://doi.org/10.56407/bs.agrarian/2.2023.09

Запобігання процесам деградації зрошуваних мінералізованими водами ґрунтів шляхом гіпсування

Дмитро Онопрієнко, Тетяна Макарова, Андрій Ткачук, Геннадій Гапіч, Гінек Рубік

Тривале зрошення значних площ степової зони України неякісною та мінералізованою водою призвели до деградаційних процесів пов’язаних із засоленням та осолонцюванням ґрунтів. Для обмеження або послаблення цих процесів досліджено можливість застосовування хімічної меліорації шляхом внесення фосфогіпсу. Дослідження проведені в умовах північного Степу України на дослідних ділянках розташованих біля села Олександрівка Дніпровського району Дніпропетровської області. Були закладені багаторічні польові досліди з внесенням фосфогіпсу як хімічного меліоранту. Схема дослідів передбачала внесення фосфогіпсу у різні періоди року меліоративними нормами 1.4, 3.0 та 6.0 т/га. Відбір проб, лабораторні аналізи та опрацювання отриманих результатів виконані із застосуванням стандартизованих методів досліджень. На ділянках досліджень встановлено високий вміст солей в орному шарі ґрунту (0.35-0.48 %), ознаки осолонцювання (вміст обмінного натрію 3.64 %) та незадовільний фізичний стан ґрунту. Внесення фосфогіпсу привело до збільшення аніонів сульфату, що відображалося на сульфатному хімізмі ґрунту, а на контрольних ділянках зберігався содово-сульфатний тип засолення. Встановлено, що рівень pH водної витяжки за роки досліджень знаходився в межах нейтральних значень. Позитивні зміни спостерігали при визначенні ступеня засолення ґрунту, а саме при внесенні фосфогіпсу нормами 3 та 6 т/га на поливних ділянках ступінь засолення змінювався з середнього до слабко засоленого. За результатами зменшення натрієво-адсорбційного відношення доведено позитивну дію внесення фосфогіпсу при зрошенні на третій рік післядії. Відмічається краща меліоративна дія фосфогіпсу при поливах за рахунок зменшення показника натрієво-адсорбційного відношення по відношенню до контрольних варіантів на 69 %. За умов поливу водою ІІ класу якості найкращим варіантом внесення фосфогіпсу є дози 3 т/га під культивацію навесні та 6 т/га під основний обробіток восени. Це забезпечує зниження ступеню засолення ґрунтів та дозволяє покращити еколого-меліоративний стан території при зрошенні

 

меліорація земель; зрошення; осолонцювання; фосфогіпс; натрієво-адсорбційне відношення; ступінь засолення

[1] Andrieiev, V., Hapich, H., Kovalenko, V., Yurchenko, S., Pavlychenko, A. (2022). Efficiency assessment of water resources management and use by simplified indicators. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 5, 148-152. doi: 10.33271/nvngu/2022-5/148.

[2] Babushkina, R.O. (2006). Agromelioration effectiveness of the use of calcium-containing meliorants on irrigated southern chernozems. (Doctoral dissertation, Kherson State Agrarian University, Kherson, Ukraine).

[3] Baliuk, S.A., Kucher, A.V., & Maksymenko, N.V. (2021). Soil resources of Ukraine: State, problems and strategy of sustainable management. Ukrainian Geographical Journal, 2, 3-11. doi: 10.15407/ugz2021.02.003.

[4] Bello, S.K., Alayafi, A.H., AL-Solaimani, S.G., & Abo-Elyousr, K.A.M. (2021). Mitigating soil salinity stress with gypsum and bio-organic amendments: A review. Agronomy, 11(9), 1735. doi: 10.3390/agronomy11091735.

[5] Chornyy, S.G., & Isaeva, V.V. (2023). Salinisation of chernozem soils by brackish irrigation water in Southern Ukraine. International Journal of Environmental Studies, 80(2), 421-432. doi: 10.1080/00207233.2023.2192116.

[6] Cuevas, J., Daliakopoulos, I.N., del Moral, F., Hueso, J.J., & Tsanis, I.K. (2019). A review of soil-improving cropping systems for soil salinization. Agronomy, 9(6), 295. doi: 10.3390/agronomy9060295.

[7] Cui, W., Kamran, M., Song, Q., Zuo, B., Jia, Z., & Han, Q. (2019). Lanthanum chloride improves maize grain yield by promoting photosynthetic characteristics, antioxidants enzymes and endogenous hormone at reproductive stages. Journal of Rare Earths, 37(7), 781-790. doi: 10.1016/j.jre.2018.12.006.

[8] DSTU 7912:2015. (2016). Soil quality. The method of determination of exchangeable sodium. Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=62775.

[9] DSTU ISO 10390:2022. (2022). Soil, processed biowaste and sediments. Determination of pH (ISO 10390:2021, IDT). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page.html?id_doc=97744.

[10] DSTU ISO 11260-2001. (2003). Soil quality. Determination of cation exchange capacity and base saturation using barium chloride solution (ISO 11260:1994, IDT). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=57138.

[11] DSTU ISO 8466-1-2001. (2003). Water quality. Determination of grading characteristics of methods of quantitative chemical analysis (ISO 8466-1:1990, IDT). Retrieved from http://online.budstandart.com/ua/catalog/doc-page?id_doc=66580.

[12] FAO. (1988). Saline soils and their management. Retrieved from https://www.fao.org/3/x5871e/x5871e04.htm.

[13] Filipciuc, V., Rozloga, I., Cojocaru, O., & Boaghe, L. (2019). Study of pedogenetic processes in soils long irrigated-monitoring and projecting their evolution. Scientific Papers. Series A. Agronomy, 62(1), 48-55. Retrieved from https://agronomyjournal.usamv.ro/pdf/2019/issue_1/Art7.pdf.

[14] Hapich, H.V., Orlinska, O., Pikarenya, D., Chushkina, I.V., Pavlychenko, A.V., & Roubík, H. (2023). Prospective methods for determining water losses from irrigation systems to ensure food and water security of Ukraine. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, 2, 154-160. doi: 10.33271/nvngu/2023-2/154.

[15] Instruction of the State Committee of Ukraine for Water Management “For carrying out soil and salt surveys on irrigated lands of Ukraine”. (2002, August). Retrieved from https://ep3.nuwm.edu.ua/2767/1/nd086%20zah.pdf.

[16] Kovda, V.A. (1979). To combat salinization of fertile soils - an editorial. Climatic Change, 2(2), 103-108. doi: 10.1007/BF00133217.

[17] Kuzminskyi, V.V., & Natalchuk, A.M. (2004). Research on land reclamation and irrigation water quality. Land Reclamation and Water Management, 90, 50-62.

[18] Law of Ukraine No. 962-IV “On Land Protection”. (2003, June). Retrieved from https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/962-15#Text.

[19] Makarova, T., Domaratskiy, Ye., Hapich, G., & Kozlova, O. (2021). Agromeliorative efficiency of phosphogypsum application on irrigation saline soils in the Northern Steppe of Ukraine. Indian Journal of Ecology, 48(3), 789-795. Retrieved from https://dspace.dsau.dp.ua/handle/123456789/5220.

[20] Makarova, T., Maksуmova, N., Нapich, G., & Chushkina, I. (2020). Redistribution of particle-size fractions in ordinary chernozem affected by long-term irrigation and chemical melioration with phosphogypsum. Land Reclamation and Water Management, 1, 95-101. doi: 10.31073/mivg202001-238.

[21] McKenna, B.A., Kopittke, P.M., Macfarlane, D.C., Dalzell, S.A., & Menzies, N.W. (2019). Changes in soil chemistry after the application of gypsum and sulfur and irrigation with coal seam water. Geoderma, 337, 782-791. doi: 10.1016/j.geoderma.2018.10.019.

[22] Menshov, O., & Kruglov, O. (2023). Agricultural soil degradation in Ukraine. In P. Pereira, M. Muñoz-Rojas, I. Bogunovic, & W. Zhao (Eds.) Impact of agriculture on soil degradation II (pp. 325-347). doi: 10.1007/698_2022_951.

[23] Morozov, O.V., Bezuhlyi, O.P., & Shukailo, S.P. (2008). Technology of chemical melioration of irrigation soil in the Kherson region: Scientific and methodical recommendations. Kherson: Kolos.

[24] Nosonenko, O., Zakharova, M., Vorotyntseva, L., & Afanasiev, Yu. (2022). Effect of differentiation of doses of chemical improver on the indicators of halogenesis of dark-chestnut alkaline soil. Bulletin of Agricultural Science, 100(5), 12-19. doi: 10.31073/agrovisnyk202205-03.

[25] Onopriienko, D.M., Shepel, A.V., & Makarova, T.K. (2019). Influence of phosphogypsum on the chemical composition of aqueous extract from soil. Agrology, 2(3), 151-155. doi: 10.32819/019022.

[26] Peng, Y.-L., Gao, Z.-W., Gao, Y., Liu, G.-F., Sheng, L.-X., & Wang, D.-L. (2008). Eco-physiological characteristics of alfalfa seedlings in response to various mixed salt-alkaline stresses. Journal of Integrative Plant Biology, 50(1), 29-39. doi: 10.1111/j.1744-7909.2007.00607.x.

[27] Rudakov, L., Hapich, H., Orlinska, O., Pikarenia, D., Kovalenko, V., Chushkina, I., & Zaporozhchenko, V. (2020). Problems of technical exploitation and ecological safety of hydrotechnical facilities of irrigation systems. Journal of Geology, Geography and Geoecology, 29(4), 776-788. doi: 10.15421/112070.

[28] Rudakov, L.M., & Hapich, H.V. (2019). Modern state, dynamics of changes and prospects for the development of hydrotechnical reclamations in Dnipropetrovsk region. Land Reclamation and Water Management, 1, 54-60. doi: 10.31073/mivg201901-161.

[29] Syed, A., Sarwar, G., Shah, S.H., & Muhammad, S. (2021). Soil salinity research in 21st century in Pakistan: Its impact on availability of plant nutrients, growth and yield of crops. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 52(3), 183-200. doi: 10.1080/00103624.2020.1854294.

[30] Thompson, P.B. (2017). The spirit of the soil: Agriculture and environmental ethics. New York: Routledge. doi: 10.4324/9781315559971.

[31] Tsapko, Y., Desyatnik, K., & Ogorodnya, A. (2017). Ecological reclamation of acid soils. In D. Dent, & Y. Dmytruk (Eds.) Soil science working for a living (pp. 175-180). Switzerland: Springer International Publishing. doi: 10.1007/978-3-319-45417-7_16.