Іван ШУВАР, доктор с.- г. наук, професор,
академік АН ВО України і МАНЕБ
Львівський національний аграрний університет
У сучасній науковій літературі зібрано достовірні відомості про те, що внаслідок багаторазового культивування рослин одного виду на одному і тому ж полі (монокультура) настає прогресуюча втрата родючості. Це передусім пов’язано зі зростанням токсикозу родючого шару, обумовленим нагромадженням у ньому отруйних рослинних виділень (колінів), які найчастіше представлені фенольними сполуками. Це є причиною ґрунтовтоми і зменшення урожайності сільськогосподарських культур.
Ступені ґрунтовтоми
Виділяють три ступені ґрунтовтоми: низька (схожість 76 % і вище); середня (від 50 до 75 %); висока (49 % і нижче). На основі цього роблять висновок про доцільність використання поля у сільськогосподарському виробництві.
Тривале утримання грунту без рослинності також підвищує її токсичність. Результати оцінки свідчать про те, що низьким ступенем ґрунтовтоми вирізняються поля після чистого пару, а також поля, у яких попередником були кукурудза і картопля.
Середній рівень ґрунтовтоми виявлено на полях, де беззмінно вирощували буряки цукрові, а попередником було жито. Високий рівень ґрунтовтоми встановлено після беззмінного вирощування пшениці озимої, а також тоді, коли попередником був горох. Це дозволяє зробити висновок про тимчасову недоцільність використання таких площ для сільськогосподарського виробництва.
У беззмінних посівах — урожайність менша
Тому за таких ґрунтових умов агротехнічного значення сівозміни не може замінити жоден інший агротехнічний чи хімічний захід.
Агротехнічне значення сівозміни — найважливішої ланки системи землеробства — підтверджують тривалі польові дослідження, виконані у різних країнах світу і різних ґрунтово-кліматичних умовах, у тому числі й в Україні. Понад 100 років випробовують незмінні посіви пшениці озимої. Урожайність цієї культури на неудобрених фонах зменшується вдвічі. Навіть за внесення органічних і мінеральних добрив вона також була набагато нижчою, ніж у сівозміні (78 ц/га), а у беззмінних посівах — 36 ц/га. Аналогічні результати отримано у дослідах із беззмінною культурою озимого жита в Галле (Німеччина), у багаторічних дослідах кафедри загального землеробства Львівського НАУ.
Як свідчать узагальнені результати досліджень, всі культури різною мірою за беззмінного вирощування зменшували урожай: із зернових більше — пшениця озима і ячмінь, менше — жито озиме і овес. Картопля та кормові буряки забезпечували менший урожай за беззмінного вирощування відповідно у 3,2 і 2,8 разів. Конюшина не давала врожаю через ураження склеротинозом (рак конюшини, біла гниль). Кукурудза почала зменшувати урожай після 20 років беззмінного вирощування. Аналогічні результати отримано у дослідах кафедри загального землеробства Львівського НАУ за тривалого (понад 50 років) вирощування пшениці озимої і жита, кукурудзи, картоплі і буряків цукрових.
Що таке коліни?
Серед основних причин ґрунтовтоми яскраво виражені такі: нагромадження у грунті хвороботворних мікроорганізмів (гриби, бактерії, віруси), специфічні для певних виду і сорту рослин, які пригнічують їх своїми виділеннями або паразитують на коренях; розвиток шкідливих комах і бур'янів; одностороннє виснаження грунту, однобічне винесення елементів живлення; порушення сольового балансу; зміна (в гірший бік) структури та фізико-хімічних властивостей ґрунту; зміна рН.
Уникнути ґрунтовтоми можна такими заходами боротьби: дотриманням сівозміни (зокрема, конюшину можна повертати на те саме поле через 5 років, льон — 6–7 років, буряки цукрові — 3 роки), вирощуванням стійких сортів, обробітком грунту пестицидами.
Мріючи ж про надприбутки, деякі з сільгосппідприємств активно вирощують соняшник і ріпак, не дбаючи про охорону і поліпшення родючості ґрунтів.
Джерелом токсинів у ґрунті є рослини і мікроорганізми. Усі нині відомі мікроорганізми алелопатії (хімічна взаємодія рослин), які нагромаджують у ґрунті фізіологічно активні продукти, — це коліни, що мають хімічний вплив одних рослин на інші. Насамперед — це сполуки, що діють неспецифічно, тобто пригнічують ріст рослин за високих концентрацій та стимулюють його за низьких.
До колінів належать різні сполуки — органічні кислоти, спирти, альдегіди; прості ненасичені лактиди, нафтохінони, агрохіпони та комплексні хінони; терпеноїди та стероїди, кумарини, флавеноїди, таніни, амінокислоти, алкалоїди та ін. Виділення цих сполук із ґрунту — трудомісткий і складний процес. Інколи важко встановити, які сполуки діють токсично, оскільки невідомі пороги шкодочинності. Велике значення серед цих груп мають фенольні сполуки, які беруть участь у початковому і кінцевому циклічному перетворенні гумусових сполук у ґрунті.

Вплив алелопатичних речовин на рослини, що розвиваються, полягає у зміні їхньої ферментативної активності. Вони змінюють транспірацію, інтенсивність дихання та процес фотосинтезу, структурну організацію протоплазми, склад хромосом. Нагромадження, перетворення та зберігання фітотоксичних речовин у ґрунті, механізм їхньої дії на рослини вивчено ще недостатньо. Найтоксичнішими є підзолисті ґрунти, особливо слабо окультурені та цілинні. У нижніх шарах ґрунту токсичність вища, ніж у верхніх. Особливо стрімко вона виявляється під беззмінними культурами, у монокультурах зернових, що спричиняється зміною групового складу мікроорганізмів. У землеробстві алелопатична взаємодія найбільше виявляється у сумісних посівах, під час розкладання післяжнивних решток, під впливом бур’янів, що розвиваються, їхніх решток та насіння. Варто зазначити, що ґрунт є найсильнішим природним фільтром, що дезактивує токсичні речовини та забезпечує чистоту біосфери, а мікроорганізми розкладають пестициди, використовуючи їх як джерело енергії.
Токсичність грунту та ґрунтовтома — поняття тотожні
Хімічні методи захисту рослин від шкідливих організмів застосовують там, де їм немає альтернативи серед нехімічних заходів. Питанню токсичності ґрунту в останні роки надається значна увага, що пов’язано зі зменшенням урожаю сільськогосподарських культур через токсиканти унаслідок інтенсифікації землеробства.
Широке застосування хімічних засобів боротьби з хворобами і шкідниками, характерне для сучасного виробництва, турбує людство у зв'язку з негативним впливом отрутохімікатів на природне середовище. Застосування їх необхідно пильно нормувати і контролювати.
Синонімом токсичності ґрунту є ґрунтовтома. Багаторічні дослідження та наукові твердження дають нам підстави відповідно до умов сьогодення вважати, що ґрунтовтома — це порушення біоенергетичного режиму ґрунтів, яке призводить до погіршення їх якісного стану через підкислення та/або втрату гумусу, калію, фосфору, нагромадження специфічних хвороботворних мікроорганізмів, шкідників, насіння бур'янів та стрімкого зменшення врожайності сільськогосподарських культур унаслідок вирощування окремих культурних рослин беззмінно або повторно на тому самому полі або як монокультуру.
Відповідно до чинного законодавства в Україні з метою здійснення контролю за динамікою родючості ґрунтів систематично, але не рідше, ніж один раз на 6 років проводять оцінку показників якісного стану ґрунтів за кислотністю, вмістом гумусу, калію та фосфору, а також рівнем нагромадження у ґрунтах специфічних хвороботворних мікроорганізмів, шкідників та насіння бур'янів. Такі показники встановлюють на основі даних агрохімічної паспортизації земель або даних акредитованої лабораторії.