Анотація до роботи:

Рижук С.М. Агроекологічні основи ефективного використання осушуваних ґрунтів Полісся і Лісостепу України. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 – екологія. – Інститут агроекології та біотехнології Української академії аграрних наук, Київ –2004р.

Теоретично обґрунтовано й практично реалізовано нову комплексну агроекологічну основу оптимізації системи меліоративних та землеробських заходів з ефективного та збалансованого використання осушуваних земель гумідної зони. Досліджені фактори впливу на природне і антропогенне перезволоження різних типів ґрунтів та викладена концепція груповання перезволожених ґрунтів гумідної зони. Визначені основні параметри водно-повітряного та поживного режимів ґрунту, системи обробітку осушуваних ґрунтів, структури посівних площ, удобрення та технології вирощування культур. Уточнені параметри агромеліоративних заходів та розроблена технологія освоєння першими сільськогосподарськими культурами меліорованих болотних земель.

На рівні світових стандартів вперше розроблений комплекс агротехнічних заходів з усунення міграції радіонуклідів та забруднення ними рослинницької продукції в умовах осушувально-зволожуючих меліоративних систем Полісся.

На основі тривалих моніторингових досліджень впливу осушення та сільськогосподарського використання на трансформацію основних характеристик органогенних ґрунтів встановлені показники зміни їх родючості, спрацювання органічної маси та екології довкілля. Розроблені та удосконалені прийоми створення та використання луко-пасовищних травостоїв різного строку достигання на мінеральних та органогенних ґрунтах. Досліджені різні види травосумішок, визначені агрозаходи їх тривалого та високопродуктивного використання, в тому числі і заходи, що забезпечують найменше забруднення продукції радіонуклідами.

Розроблено технологію створення органо-мінерального грунту, а також система удобрення, обробітку та вирощування сільськогосподарських культур на ньому. Дана екологічна, економічна та енергетична оцінка основних заходів високопродуктивного використання осушуваних земель гумідної зони.

У дисертації представлено теоретичне та практичне узагальнення наукової проблеми високоефективного, екологічно збалансованого використання меліорованих земель гумідної зони України. Воно полягає в установленні закономірностей щодо запобігання деградації ґрунтового покриву агроландшафтів, поліпшення агрохімічних водно-фізичних властивостей ґрунтів і в цілому екологічного стану довкілля та нове її вирішення за допомогою систем удосконалення грунтоохоронних заходів, структури посівних площ, обробітку ґрунту, удобрення, режимів використання агроценозів, агромеліоративних заходів та ресурсозбереження. В результаті проведених досліджень зроблені такі висновки:

1. Специфіка рельєфу Полісся (низовинна слабкостічна рівнина) сприяє справжньому заболочуванню з утворенням торфових та торфо-глейових ґрунтів з широким діапазоном станів зволоженості, в тому числі наявністю періодів з гострим дефіцитом вологи і вологозапасів ґрунту, яка зростає із заходу на схід і повторюваність посушливих років досягає тут 3-4 з 25 і одного з 25 в західному Поліссі. За відсутності організованого управління використанням меліорованих земель природні процеси під тиском природних обставин повертають все до вихідного стану.

2. Показано, що формування перезволожених земель у гумідній зоні, а також з ландшафтно-генетичної класифікації ґрунтів, що включає понад сотню різних назв, зміст комплексної меліорації конкретних груп повинен бути різноманітним. Єдиною спільною рисою цієї множини меліоративних комплексів є потреба в регулюванні водного режиму, але щодо методів і способів такого регулювання єдиного підходу не мають.

3. У процесі меліоративного будівництва і освоєння земель не скрізь потрібно знищувати чагарники і дерева. Смуги чагарникової рослинності необхідно залишати в місцях розливання рік, озер, водосховищ і окремих каналів для закріплення ґрунту, вздовж доріг, упоперек напрямку пануючих вітрів, щоб не допускати вітрової ерозії, в місцях наносів піску, в ярах і балках.

Освоєння осушуваних земель повинно проходити через запровадження новітніх технологій поетапного їх освоєння з урахуванням культуртехнічної характеристики меліорованих ґрунтів та визначення первинного обробітку ґрунту, агромеліоративних заходів, систем удобрення, нейтралізації кислотності та визначення набору первинних культур і сівозмін.

4. Осушення і сільськогосподарське використання торфовищ активізує ґрунтотворний процес, який супроводжується зміною їх якісних і кількісних властивостей, залежить від терміну перебування в культурі та способів їх використання. Найінтенсивніше ущільнення торфу (33% від початкового) і його спрацювання (близько 13 т/га в рік) відбувається під просапними культурами і найменше - під багаторічними травами (відповідно 12% і 3,9 т/га в рік.). Проміжне місце серед цих показників займають торфи, що використовуються в травопільних сівозмінах з одним або двома полями просапних, одним полем однорічних і 5-6 полями багаторічних трав (20% і 4,9 т/га в рік).

У процесі використання торфових ґрунтів в них зростає ступінь розкладання, зольність, щільність, валові запаси NPК, знижується водопроникаюча і водоутримуюча здатність. Зміна агрохімічних властивостей органогенних ґрунтів під впливом сільськогосподарського використання в зоні Лісостепу інтенсивніша, ніж на Поліссі.

5. Встановлено, що еколого-меліоративний моніторинг повинен охоплювати меліоровані та прилеглі до них землі і включати спостереження за ґрунтовими і поверхневими водами, ґрунтами, рослинністю та технічним станом меліоративної системи. Такі спостереження слід проводити на типових (еталонних) системах, визначення яких здійснюється на основі типізації, що враховує природні, меліоративні характеристики, ґрунтовий покрив, тип меліоративної системи, забруднення тощо. На даних системах влаштовують постійно діючі дослідні ділянки, на яких проводять спостереження за єдиною методикою.

Такий моніторинг дає змогу об’єктивно оцінити стан меліорованих земель та розробляти ефективні заходи з їх раціонального використання з урахуванням природоохорони та покращення навколишнього середовища.

6. Для природно-агротехнічної підсистеми меліорованого поля запропонована модель на основі побудови послідовності комплексних математичних моделей з ієрархічно пов’язаними підмоделями. Отримана модель є доволі гнучкою, при збереженні прикладної направленості її можна застосувати не тільки для розв’язання оціночних задач, а й для вирішення різноманітних оптимізаційних задач. Запропонований підхід до побудови комплексних моделей системи дає змогу отримати нове вирішення проблеми побудови моделей для проведення інформаційного моніторингу осушуваних земель. Отримана система оптимізаційних задач дасть можливість у подальшому повністю автоматизувати прийняття обґрунтованого управлінського рішення.

7. Осушення боліт та перезволожених земель тісно пов’язане з проблемою охорони довкілля і є явищем соціальним, таким, що стосується багатьох галузей народного господарства. Інтенсивне втручання людини в природне середовище вимагає такої господарської діяльності, за якої створювалась би рівновага або саморегуляція ландшафту. Все вагомішого значення набуває екологічно-енергетична оцінка близьких і віддалених результатів осушувальних меліорацій.

8. Найдоцільнішим та економічно вигідним способом освоєння покритих чагарником осушуваних земель є заорювання його машиною МТП-42, що забезпечує додаткове надходження в грунт органічної маси до 180 т/га та знижує вартість підготовлення ґрунту до освоєння майже на 30% проти традиційних технологій (зрізування, згрібання та вивезення чагарнику). До того ж, цей спосіб за внесення фосфорно-калійних добрив та проведення вапнування забезпечує високу родючість ґрунту і мінімальний негативний вплив на довкілля.

9. На радіоактивно забруднених мінеральних осушуваних ґрунтах найефективнішим основним обробітком є глибока оранка на 35-40 см з наступним переходом на поверхневий обробіток. Така технологія зменшує гамма-фон, порівняно з ділянками без обробітку ґрунту в 1,5-3 рази та у 2 і більше разів знижує забруднення радіонуклідами сільськогосподарської продукції.

10. Вирощування в сівозміні сільськогосподарських культур на осушуваних дерново-підзолистих ґрунтах з рівнем забруднення 10-15Кі/км² за внесення оптимальних доз органо-мінеральних добрив та вапнування ґрунту дає можливість знизити забрудненість рослин радіонуклідами в середньому в 2,7-3 рази та одержати нормативно “чисту” продукцію всіх культур, за виключенням люпину.

11. При створенні культурних лук і пасовищ на мінеральних осушуваних радіоактивно забруднених ґрунтах (20-22 Кі/км²) перевагу слід надавати глибокій оранці (35-40 см) за щорічного внесення N₆₀P₉₀К_120. Така технологія підвищує врожайність багаторічних трав у 3-6 разів при врожайності на контролі 12,3-12,7 ц/га сухої речовини. До того ж питомий вміст радіоцезію в активному шарі ґрунту зменшується в 5-6 разів, проти 3-3,5 раза за звичайної оранки (18-20 см).

12. Внесення під основний обробіток забрудненого радіонуклідами ґрунту вапна (5 т/га), цеоліту (15 т/га), торфу (50 т/га) та вирощування багаторічних травосумішок за щорічного внесення N₆₀P₉₀К₁₂₀ дає можливість знизити вміст цезію в сухій масі трав у 8-12 разів і отримувати продукцію, придатну для сільськогосподарського використання.

13. На радіоактивно забруднених органогенних ґрунтах перевагу слід надавати докорінному поліпшенню лук і пасовищ. Щорічне внесення P₆₀ К₁₂₀ знижує активність цезію в сухій масі трав у 2 рази, а внесення P₁₂₀ К_180-300 - у 5-7 разів у першому укосі та в 4-6 раза у другому. Забрудненість кормів на цих варіантах складає 30-40 Бк/кг сухої речовини і відповідає встановленим рівням (ДР – 97) для згодовування тваринам.

14. На староорних торфових ґрунтах Лісостепу врожайність багаторічних трав, зернових культур та кукурудзи на зелену масу мало залежала від способу основного обробітку ґрунту. На Поліссі – оранка одна або оранка з попереднім дискуванням чи фрезуванням забезпечувала приріст врожайності озимого жита 5,2-6,8 ц/га, картоплі - 140-120 і зеленої маси кукурудзи - 71-92 ц/га, порівняно з поверхневим обробітком ґрунту.

15. Найпродуктивнішими та довговічними травосумішками на осушуваних органогенних ґрунтах Полісся є сумішки за участю стоколосу безостого (тимофіївка лучна, костриця лучна, грястиця збірна, стоколос безостий). Такий травостій протягом семи років на фоні P₆₀К₁₂₀ забезпечував 60-113 ц/га, а за внесення N₁₂₀P₆₀К₁₂₀ – 80-140 ц/га сухої маси. Збільшення дози азотних добрив до N_180-240 не тільки не підвищувало врожайності трав, а й навіть погіршувало якість корму.

Травосумішки, які включають низові злаки та лисохвіст лучний, забезпечують значно меншу врожайність. Найвищою вона була за двоукісного режиму використання травостою (76-150 ц/га сухої маси).

16. Найефективнішим способом використання торфо-глейових ґрунтів є вирощування багаторічних травосумішок за попереднього створення органо-мінерального ґрунту шляхом глибокої меліоративної оранки (до 50-55 см) та глибокого розпушування такого ґрунту (до 55-60 см). Урожайність зернових культур на новоствореному ґрунті за внесення Р₄₅К₉₀, порівняно із звичайною оранкою без перемішування з підорним мінеральним ґрунтом, підвищувалася на 17-32 %, картоплі на 11%. До того ж, такому ґрунту не загрожує зникнення його внаслідок повного спрацювання органічного горизонту.

17. Використання в перші два роки освоюваних осушуваних земель для вирощування цукрових буряків, картоплі та кукурудзи на силос забезпечує значно вищий умовно чистий прибуток (2225-2288 грн. з 1 га) порівняно з висіванням вівса та залуженням (890 грн/га). Внесення цеолітів на фоні мінерального удобрення та 50 т гною забезпечило найвищу врожайність картоплі з найменшою собівартістю (18,8 - 20,7 грн за 1ц).

18. Економічно виправданим є створення органо-мінерального ґрунту шляхом перемішування торфового шару з мінеральним підгрунтям. За внесення на цих грунтах Р₄₅К₁₂₀ з одного гектара при вирощуванні ячменю отримано 1245 грн. Чистого прибутку, а вівса - 666 грн., тоді як за звичайної оранки відповідно 1030 і 600 грн. Внесення на цих ґрунтах 50 т/га гною різко погіршувало економічні показники, знижуючи, зокрема, рентабельність вирощування культур до 0,2-62,3 %.

Публікації автора:

Монографії

1. Рижук С.М., Слюсар І.Т., Вергунов В.А. Агроекологічні особливості високоефективного використання осушуваних торфових ґрунтів Полісся і Лісостепу. – К.: Аграрна наука, 2002. – 135 с.

2. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Мінеральні перезволожені ґрунти та їхня комплексна меліорація. – К.: Аграрна наука, 2003. – 280 с.

Підручники для ВУЗів

3. Землеробство з основами ґрунтознавства, агрохімії та агроекології / Бомба М.Я., Періг Г.Т., Рижук С.М., Мартинюк І.В., Патика В.П. – К.: Урожай, 2003. – 400 с.

Статті в наукових виданнях

4. Рижук С.М.,Ткачук С.О. Кормові сівозміни на меліорованих ґрунтах гумідної зони України // Меліорація і водне господарство. – 2001, вип. 87. – С. 67 – 71.

5. Рижук С.М. Меліорація та сільськогосподарське використання земель у заплавах річок // Садівництво. – 2001, вип.52. – С.178 – 185.

6. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Принципи агроекологічного обґрунтування комплексної меліорації мінеральних періодично перезволожених ґрунтів // Сільський господар. – 2001. – № 11-12. – С. 22 – 29.

7. Рижук С.М., Бистрицький В.С. Висока культура землеробства – запорука одержання нормативно чистої продукції // Збірн. наук. праць Вінницького державного аграрного університету. – 2002. – Вип.11. – С. 7 – 14.

8. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Меліоративна оцінка мінеральних періодично перезволожених ґрунтів // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2002. – №1. – С. 22 –34.

9. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Ландшафтна класифікація мінеральних періодично перезволожених ґрунтів // Зб. наук. праць Луганського національного аграрного університету. – 2002. – № 18 (30). – С. 73 – 78. – (Серія с.-г. наук).

10. Рижук С.М., Бистрицький В.О., Савело В.І. Вплив способів обробітку ґрунту і добрив на продуктивність багаторічних трав і накопичення ними радіонуклідів на забруднених торфово-болотних ґрунтах Полісся України // Агроекологічний журнал. – 2002. – № 4. – С. 23 – 26.

11. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Ландшафтно-екологічне та грунтово-гідрологічне обґрунтування меліорації мінеральних періодично перезволожених земель // Агроекологічний журнал. – 2002. – № 1. – С. 34 – 39.

12. Рижук С.М., Гамалій І.П. Профільний розподіл радіоактивних забруднень в автоморфних та гідроморфних ґрунтах Правобережного Лісостепу України // Науковий вісник НАУ. – 2002, вип. 47. – С. 35 – 41.

13. Рижук С.М, Трускавецький Р.С., Балюк С.А., Бенцаровський Д.М. Перспективи хіиічної меліорації грунтів в Україні // Вісник аграрної науки. – 2002. – № 11. – С. 5 – 8.

14. Рижук С.М., Бистрицький В.О., Савело В.І., Костюшко П.В. Вертикальна міграція радіоцезію по профілю мінеральних і торфових осушених ґрунтів // Вісник Харківського національного аграрного університету. – 2002. – № 6. – С. 238 – 241.

15. Рижук С.М., Тютюнник Д.А. Окультурювання мінеральних періодично перезволожуваних ґрунтів, осушених керамічним дренажем // Меліорація і водне господарство. – К, 2002, вип..88. – С. 105 – 111.

16. Слюсар І.Т., Рижук С.М., Сівозміни та їх вплив на якість урожаю культур на осушуваних органогенних ґрунтах Полісся // Вісник Харківського НАУ. – 2002. – № 5. – С. 162 – 165. – (Сер. “Рослинництво, селекція і насінництво, овочівництво”).

17. Рижук С.М., Медвєдєв В.В., Бенцаровський Д.М. До концепції управління родючістю ґрунтів // Вісник аграрної науки. – 2003. – № 4. – С. 21 – 26.

18. Рижук С.М., Опанасенко О.Г. Обробіток осушених органогенних ґрунтів у сівозмінах Лісостепу України // Вісник Полтавської державної аграрної академії . – 2003. – № 1-2. – С. 147-148.

19. Рижук С.М., Вергунов В.А., Опанасенко О.Г. Вплив агротехнічних заходів на мікробіологічні процеси та мінералізацію органогенних ґрунтів // Агроекологічний журнал. – 2003. – № 2. – С.64 – 68.

20. Рижук С.М., Опанасенко О.Г. Продуктивність сильфії пронизанолистої за довготривалого використання її на осушуваних торфових ґрунтах Лісостепу // Меліорація і водне господарство. – 2003, вип. 89. – С. 114 – 117.

21. Рижук С.М., Бистрицький В.С., Савело В.І., Демчук Н.Н. Накопичення радіонуклідів різними видами багаторічних трав та особливості створення довгострокових лук на забруднених ґрунтах // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – 2003. – Вип. 1. – С. 91 – 99.

22. Рижук С.М. Приоритетні напрями розвитку технічного забезпечення сільськогосподарського виробництва // Економіка АПК. – 2003. – № 2. – С. 37 – 41.

23. Рижук С.М., Бистрицький В.С., Савело В.І., Костюшко В.П. Теоретичні та технологічні основи вирощування багаторічних трав на болотних торфових ґрунтах Полісся // Аграрні вісті. – Біла Церква, 2003. – № 3. – С. 6 – 10.

24. Медвєдєв В.В., Рижук С.М., Кисіль В.І. Про державні пріоритети і національну програму з охорони і підвищення родючості ґрунтів // Вісник агарної науки. – 2003. – № 7. – С. 5 –9.

25. Рижук С.М., Вергунова І.М. Побудова послідовності комплексних моделей на основі формалізованої моделі меліорованого поля // Науковий вісник НАУ. – 2003. – № 66. – С. 13 – 20.

26. Рижук С.М., Вергунова І.М. Побудова послідовності комплексних моделей для інформаційного моніторингу мінеральних періодично перезволожених та осушуваних земель // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2003. – № 3-4. – С.11 – 14.

27. Рижук С.М., Слюсар І.Т., Гімбаржевський В.Р., Коломієць С.С. Агроекологічний моніторинг при моделюванні стійких агроекосистем на меліорованих землях гумідної зони // Вісник аграрної науки Причорномор’я. – Миколаїв, 2003. – Спец. вип. 3 (23), т. 1. – С. 155 – 162.

28. Слюсар І.Т., Опанасенко О.Г., Рижук С.М. Екологічні аспекти вирощування кукурудзи на силос на осушуваних органогенних ґрунтах Лісостепу // Агроекологічний журнал. – 2003. – № 4. – С. 50 – 53.

29. Рижук С.М. Вдосконалювати стратегію економічного зростання агропромислового комплексу України // АгроІнКом. – 2002. – № 1-3. – С. 2 – 7.

30. Рижук СМ. Державне регулювання аграрного сектору та перехід на інноваційну модель розвитку // АгроІнКом. – 2002. – № 4-7. – С. 8 –13.

31. Richuk S.M. Features of agriculture system on drained lands of Ukraine humid zone Abst.p.: “Samuel Tessedik jubilee agricultural, water and environmental management scientific days” , Hungary, Szarvas, 2002. – P. 30 –31.

32. Рижук С.М., Вергунова І.М. Інформаційний моніторинг мінеральних періодично перезволожених та осушуваних земель // Зб. наук. праць Подільської державної агро-технічної академії. – 2003. – № 11. – С. 9-13.

Матеріали наукових конференцій

33. Рижук С.М. Екологічні аспекти ґрунтового покриву України // Стан земельних ресурсів в Україні: проблеми, шляхи, вирішення: Зб. Доп. Всеукр. наук.- практ. конф. – Харків, 2001. – С. 3 – 5.

34. Рыжук С.Н. Роль масложирового комплекса Украины в хозяйственной структуре государства. Государственная поддержка производителей и переработчиков масличных культур // Первая междунар. конф. «Масложировая промышленность Украины: перспективы, инвестиции, технология». Сб. докладов. (17 – 18 октября 2002 г.). – К.: ИА АПК Информ, 2002. – С.6.

35. Рижук С.М., Бистрицький В.С. Вплив різних способів обробітку ґрунту і меліорантів на вміст радіоцезію в продукції лук і пасовищ // Матеріали міжнар. конф. “Наукові основи раціонального використання земель виведених з обробітку”(11 – 13 червня 2002 р.) – Чабани, 2002 р. – К.: Фітосоціоцентр, 2003. – С. 96 – 99.

Методичні рекомендації в розробенні і підготовенні яких автор приймав безпосередню участь

36. Сівозміни у землеробстві України / Рижук С.М., Сорока В.І., Жилкін В.А., Тараріко О.Г., Сайко В.Ф., Бойко П.І., Слюсар І.Т. та ін. – К.: Аграрна наука, 2002. – 146 с.

37. Слюсар І.Т., Рижук С.М. Комплексне обстеження осушених торфових і торфово – болотних ґрунтів // Агроекологічний моніторинг та паспортизація сільськогосподарських земель: Методично – нормативне забезпечення. – К.: Фітосоціоцентр, 2002. – С. 76 – 82.

38. Методика агрохімічної паспортизації земель сільськогосподарського призначення / За ред. Рижука С.М., Лісового М.В., Бенцаровського Д.М., Слюсаря І.Т. та ін.; Мін-во АПУ, УААН. – К., 2003. – 64 с.

Авторські свідоцтва

39. А.с. 26377/а, Деклараційний патент на винахід. Спосіб використання осушуваних органогенних ґрунтів Полісся (Слюсар І.Т., Рижук С.М., Левковська Г.В., № 2003054806, заявлено 27.05.2003), Державний департамент інтелектуальної власності (Укрпатент).