Механізми відновлення саморегуляції, підвищення продуктивності, охорони та раціонального використання лучних агробіогеоценозів українських Карпат (реф

ІНСТИТУТ АГРОЕКОЛОГІЇ УКРАЇНСЬКОЇ

АКАДЕМІЇ АГРАРНИХ НАУК

Манівчук Георгій (Юрій) Васильович

УДК 581.55; 631.95; 631, 86/87; 631, 427

Механізми відновлення саморегуляції, підвищення продуктивності, охорони
та раціонального використання лучних агробіогеоценозів українських
Карпат

03.00.16 — екологія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

доктора біологічних наук

Київ 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Ужгородському національному університеті на кафедрах
біологічного та економічного факультетів

Науковий консультант: доктор біологічних наук, професор

Йосиф Володимирович Царик

Львівський національний університет,

професор кафедри зоології.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор,

член-кор. НАН України

Анатолій Павлович Травлеєв

Дніпропетровський національний університет, професор кафедри
геоботаніки, ґрунтознавства та екології.

доктор біологічних наук, професор,

Микола Миколайович Мірошниченко

ННЦ «Інститут ґрунтознавства та агрохімії

ім. О.Н. Соколовського» (м.Харків),

головний науковий співробітник відділу охорони ґрунтів

від техногенних забруднень

доктор біологічних наук, професор,

Тетяна Леонідівна Андрієнко-Малюк

Інститут ботаніки ім. М.Г. Холодного НАН України

зав. лабораторією наукових основ заповідної справи

Захист відбудеться 6 листопада 2007 року о 11 год., на засіданні

спеціалізованої вченої ради Д 26.371.01 Інституту агроекології УААН за
адресою: 03143, м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту агроекології
УААН за адресою: м. Київ, вул. Метрологічна, 12.

Автореферат розісланий «5 » жовтня 2007 року.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зростаючі потреби населення у біологічно повноцінній,
безпечній для здоров’я населення продовольчій продукції і
сільськогосподарській сировині обумовлюють необхідність пошуку шляхів
відновлення механізмів саморегуляції в агроекосистемі і підвищення
їхньої продуктивності та раціонального використання. Над вирішенням цих
проблем сьогодні працюють багато вчених в усьому світі (Берестецький,
1986; Гаєр, 1991; Жученко, 1990; Мінеєв, 1990; Новіков, 1991; Шапкін,
1991; Schaumann, 1985; Vogtmann, 1985). Активно розробляють цю тематику
вчені України (Тихонов, 1990; Гончар, 1986; Городній, 1990; Кисіль,
1989, 1997; Патика та ін., 2007; в т.ч. й автор цієї роботи в
Карпатському регіоні України).

В гірській частині Карпат домінуючими за площею є лучні біогеоценози
(68,4 %) як оригінальні дрібноконтурні утворення, що сформувалися в
межах лісової рослинності. В попередні десятиріччя вони були залучені в
процеси техногенної інтенсифікації, що призвело до збіднення в них
біологічного різноманіття, порушення балансу речовин, втрати гумусу та
їхньої деградації, погіршення якості вирощуваних кормів та вироблюваної
на їх основі тваринницької продукції.

Проблема якості продовольчої продукції таких агробіогеоценозів, її
безпечності для здоров’я людини стала актуальною у другій половині
шістдесятих років минулого століття.

З цих міркувань розробка теоретичних основ і пошук прикладних шляхів
застосування, ефективних природних механізмів функціонування, підвищення
їхньої продуктивності, відновлення біологічного різноманіття як основи
саморегуляції та стійкості біосистем є актуальною проблемою сьогодення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота є наслідком тривалої розробки програмної тематики фундаментальних
і прикладних досліджень автора. Вона виконана у двох підрозділах
Ужгородського національного університету: високогірному біостаціонарі
біологічного факультету (Полонина Рівна) у 1965-1971 роках; на кафедрі
економіки, менеджменту і маркетингу економічного факультету з 1975 по
2005 рік, про що свідчать річні звіти за відповідні періоди.

На високогірному біостаціонарі автор, як науковий співробітник цього
стаціонару, забезпечував виконання тематики кафедри ботаніки з вивчення
можливостей відновлення верхньої межі лісу в Українських Карпатах та
самостійно проводив експериментальні дослідження щодо підвищення
продуктивності високогірних лук і пасовищ шляхом використання біогенних
і мінеральних добрив та зріджених на них деревно-чагарникових насаджень.

Під час роботи на кафедрі економіки, менеджменту та маркетингу розробляв
моделі підвищення екологічної стійкості агросистеми.

Експериментальні дослідження автора виконувалась в три етапи: перший –
на високогірному біостаціонарі; другий – на лучних угіддях північного
макросхилу Карпат (Чорногірський масив Прикарпаття) (1975-1980 рр.);
третій – на південному макросхилі Карпат, території колишнього колгоспу
ім. Борканюка Рахівського району Закарпатської області в 1988-1995 рр.

Для виконання третього етапу досліджень був укладений договір №25-88 від
01.03.1988 про науково-виробниче співробітництво між Ужгородським
державним університетом і колишнім колгоспом ім. Борканюка (на 1989-1995
рр.). Цим договором було передбачено проведення експериментальних
досліджень, спрямованих на підвищення продуктивності лучних угідь
ефективними засобами (біогенними добривами) та здійснення виробничої
апробації одержаних результатів у підрозділах господарства.

Успішне виконання програми досліджень (за договором) стало приводом
запрошення у 1990 році автора як виконавця теми, а колгоспу ім.
Борканюка як базового господарства у Всесоюзну програму
науково-технологічного центру “Альтагро” при ВАСГНІЛ (м. Москва) для
розробки регіональної концепції альтернативної системи ведення
сільського господарства в Карпатах. Програма координувалася Міжнародною
федерацією руху за органічне сільське господарство IFOAM.

В 1994-1996 роках на базі напрацьованих експериментальних матеріалів під
науковим керівництвом автора на кафедрі економіки, менеджменту та
маркетингу УжНУна конкурсній основі виконана держбюджетна тема
“Організаційно-економічний механізм управління виробництвом екологічно
чистої сільгосппродукції”, № держреєстрації 0196U003259.

Напрацьовані матеріали послужили успішному виконанню на конкурсній
основі наступної держбюджетної теми в 2003-2006 рр. “Організація і
управління системою інноваційно-інвестиційного забезпечення стійкого
еколого-економічного розвитку Карпатського регіону України”, №
держреєстрації 0103U007900, в якій автор був відповідальним виконавцем.
Об’єктами досліджень були найбільш поширені в регіоні галузі
агропромислового і лісопромислового виробництва та сфера
рекреаційно-туристичної діяльності, в яких були затребувані і
примножені матеріали дисертаційних досліджень.

Мета й завдання досліджень – розробити теоретико-методологічні та
прикладні засади формування стійких, біологічно розмаїтих
високопродуктивних лучних агробіогеоценозів Карпат. На цій основі
обґрунтувати механізми активізації природних процесів функціонування
агроекосистеми та розробити наукову концепцію виробництва безпечної для
здоров’я людей і тварин продукції сільського господарства в регіоні.
Досягненню поставленої мети підпорядковані в дисертаційній роботі такі
завдання:

відслідити генезис і механізми функціонування карпатських лучних
біогеоценозів, причини порушення в них балансу процесів накопичення й
руйнації гумусу, посилення вологоємності ґрунтів, зміни у трофічних
ланцюгах та можливості їх відновлення ефективними засобами;

розробити ефективні системи локалізації руйнівних процесів у
агробіогеоценозах, обумовлених антропогенними забрудненнями, ерозією та
нераціональним їх використанням;

віднайти біотичний механізм продукційного процесу в лучних
агробіогеоценозах з метою більш повного використання енергії Сонця, СО2,
азоту атмосфери, гумусу для підвищення їх продуктивності в гірському
регіоні ефективними та малозатратними засобами;

виявити вплив біогенних добрив на примноження біоенергетичних ресурсів
ґрунтів, динаміку наростання фітомаси, зміщення фаз вегетації, сукцесії
та відновлення рівноваги динамічних процесів в лучних агробіогеоценозах;

розробити модель високопродуктивного лучнопасовищного господарства, яке
не призводить до ерозійних процесів ґрунту, збіднення видового складу
травостою і забезпечує одержання безпечної для здоров’я,
конкурентноздатної продукції.

Об’єкт дослідження – лучні агробіогеоценози південного та північного
макросхилів Українських Карпат в різних висотно-кліматичних поясах з
різною продуктивністю та напрямом використання (пасовищні, сінокісні).

Предмет дослідження – екологічні взаємозв’язки в лучних
агробіогеоценозах, які формуються під впливом природних і антропогенних
факторів та механізми реанімації втраченої в них саморегуляції.

Методи дослідження. У відповідності з метою і завданнями роботи, які
сформульовані в дисертації, були підібрані методи дослідження. В їх
основу було покладено положення, наведені в книзі “Програма і методика
біогеоценологічних досліджень стосовно вивчення лучних біогеоценозів”
(за ред. М.В. Диліса) [132].

Вони передбачають такі підходи до вивчення лучних біогеоценозів:

вивчення абіотичних чинників середовища (сонячна радіація, волога,
ґрунти та ін.);

дослідження автотрофів, їх видового складу, структури, продукції та її
хімічного складу;

вивчення біотрофів і сапрофагів як споживачів органічного матеріалу.

Взявши за основу ці методичні положення, ми зосередили увагу на вивчення
кліматичних факторів, трофічності ґрунтів, видового складу лучних
фітоценозів, їхніх едифікаторів, сукцесій, які з’являються під впливом
природних і антропогенних чинників, динаміки наростання фітомаси, її
поживності і вплив біотрофів та сапрофагів на них.

Був використаний також метод виробничої апробації одержаних результатів
досліджень по виробництву біокомпостів, системі їх використання та
одержання на їх основі безпечної продукції.

Наукова новизна отриманих результатів:

Уперше для Карпатського регіону України обґрунтована необхідність
відновлення механізмів саморегуляції агробіогеоценозів, їх охорони і
господарського використання.

Обґрунтована система біомеліоративних заходів спрямованих на підвищення
біологічної активності ґрунтів, реанімації деградованих гірсько-лучних і
високогірно-полонинських угідь.

Розроблена екологічно-ефективна система підвищення продуктивності лучних
біогеоценозів.

Сформована концепція виробництва і використання біогенних добрив на базі
місцевих ресурсів органіки та популяцій педобіонтів-редуцентів для їх
переробки в біокомпости з метою збагачення матеріально-енергетичними
компонентами.

Розкрито механізм формування сукцесійних процесів у лучних біогеоценозах
за допомогою біогенних добрив.

Розроблена система оцінки біологічної повноцінності та якості
лучнопасовищних кормів, вирощених на фоні використання біогенних добрив.

Обґрунтований комплекс заходів щодо природоощадливого ведення
лучнопасовищного господарства в Карпатах.

Здійснено інтегральну оцінку природоощадливих систем технологій
підвищення продуктивності агробіогеоценозів Карпат та систем ведення
гірськолучного і високогірно-полонинського господарства на інноваційних
засадах, що забезпечуватимуть виробництво не шкідливих для тварин і
людей продуктів.

Практичне значення і реалізація отриманих результатів. Сформовані в
роботі теоретичні положення щодо можливості реанімації механізмів
саморегуляції лучних агробіогеоценозів Карпат дозволяють розробити
природоощадливі технології ведення високопродуктивного пасовищного
господарства в гірських умовах.

Запропонована виробництву система нагромадження і використання біогенних
добрив дозволяє переходити на малозатратні технології відтворення
родючості ґрунтів у горах, ефективно використовувати місцеві органічні
ресурси, досягати замкнутого колообігу біофільних елементів, а завдяки
цьому не використовувати ввізних зі сторони сумнівної якості добрив.
Вона також забезпечує збільшення врожаю лучних трав до 5,2 т/га з
перевагою в ньому частки високоякісних для тварин видів трав.
Кормопротеїнова насиченість 1 кг сіна зростає з 0,37 до 0,59, значно
поліпшуються ароматичність, смакові та інші показники екологічної
якості.

Результати досліджень зумовили розробку цілого ряду практичних
рекомендацій для КСП, фермерських господарств, господарських органів. На
їх основі колишній колгосп імені Борканюка Рахівського району
Закарпатської області у 1990 році впровадив екологічно ефективні системи
ведення рослинництва й тваринництва, а в 1992 році за нашим проектом він
реорганізований в агропромислову екофірму “Гірська”.

Розроблено в 1996 році для Кабміну України пропозиції щодо вдосконалення
організаційно-економічного механізму управління виробництвом нешкідливої
для здоров’я людей і тварин сільськогосподарської продукції.

Практичні рекомендації щодо природоощадливого ведення лучнопасовищного
господарства в гірських умовах опубліковані у таких виданнях:

Екологічно ефективні системи підвищення продуктивності лучних
біогеоценозів Карпат. – К.:Наукова думка, 2003. – 295 с.

Продукційний процес і сукцесійні зміни в лучних фітоценозах Карпат під
впливом дії екологічно ефективних біогенних добрив // Екологія та
ноосферологія. – 2002. – 11, № 1/2. – С. 69-76.

Особистий внесок здобувача. Наукові результати, які викладені в
дисертації і виносяться на захист, отримані автором особисто. Здобувачем
особисто розроблена методологія досліджень, підібрані суміжні методи
вивчення, зроблені узагальнення отриманих даних та їхня практична
апробація. Абсолютна більшість публікацій написана автором особисто. З
наукових праць, опублікованих у співавторстві (одна праця), в дисертації
використані лише положення і напрацювання, виконані здобувачем.
Особистий внесок здобувача у спільних інших публікаціях вказаний в
авторефераті в переліку основних праць за темою дисертації.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень доповідались на
таких наукових конференціях, симпозіумах і семінарах: на щорічних
підсумкових наукових конференціях професорсько-викладацького складу
Ужгородського національного університету (1976-2005), Всесоюзній
науковій конференції “Екологічні й економічні основи меліорації” (м.
Таллінн, 1988), на звітних наукових сесіях і конференціях ВАСГНІЛ з
проблем альтернативного сільського господарства (Москва, 1990-1991),
Міжнародній науковій конференції з проблем соціально-економічних
аспектів екологічного сільського господарства (Будапешт, 1990),
Всесоюзній науковій конференції з проблем агроекологічного моніторингу
(Яремче, Івано-Франківська область, 1990), на Першій всесоюзній
науково-практичній конференції “Альтернативне сільське господарство”
(Суздаль, 1991), Міжнародній науковій конференції “Наукові основи
застосування добрив в екологічному землеробстві” (Кірхгаттен, ФРН,
1991), на симпозіумі по проблемі “Біоконверсії органічних відходів і
екологічне оздоровлення населених пунктів” (Івано-Франківськ, 1992),
українсько-польському семінарі з проблем еколого-економічного
співробітництва прикордонних територій України і Польщі (Ужгород, 1995),
Міжнародному регіональному семінарі “Охорона навколишнього середовища:
сучасні дослідження в екології і мікробіології” (Ужгород, 1997),
науково-практичній конференції “Сучасний стан, шляхи поновлення і
перспективи розвитку харчової і переробної промисловості Закарпаття”
(Ужгород, 1998), Всеукраїнській науково-практичній конференції
“Трансформація гуманітарної освіти” (Ужгород, 1998), Міжнародній
науково-практичній конференції “Карпатський регіон і проблеми стійкого
розвитку”, присвяченої 30-річчю Карпатського біосферного заповідника
(Рахів, 1998), Міжнародній конференції “Гори і люди” (Рахів,
2002)Міжнародній конференції “Проблеми освіти в галузі економіки
навколишнього середовища й екології” (Дніпропетровськ, 1999),
Міжнародній науково-практичній конференції “Механізм створення і
функціонування спеціальної економічної зони “Закарпаття”” (Ужгород,
1999), на Міжнародній науково-практичній конференції по екологічному
сільському господарству (Бєльці, Молдова, 2000),на третій міжнародній
науково-практичній конференції “Економічні проблеми виробництва та
споживання екологічно чистої агропромислової продукції (Суми, 2003), на
VІ з’їзді ґрунтознавців та агрохіміків України (Умань, 2002), на
семінарах-нарадах, що проводилися на базі колишнього колгоспу ім.
Борканюка (Закарпаття), де здійснювалися наші експериментальні
дослідження і їх виробнича апробація за участю експертів і Президента
Міжнародної федерації руху за органічне сільське господарство (IFOAM),
керівництва НТЦ “Альтагро” (Москва) у липні 1990 року та учасників
Всесоюзної наукової конференції по агроекологічному моніторингу в м.
Яремче в жовтні 1990 року.

Дисертаційна робота була рекомендована до захисту в спеціалізованій
вченій раді на спільному засіданні міжкафедрального семінару
біологічного та економічного факультетів Ужгородського національного
університету (протокол №1 від 7 травня 2007 р.).

Публікації. За темою дисертаційного дослідження автором опубліковано 44
наукові праці, з яких 2 – одноосібні монографії: 1.Екологічно ефективні
системи підвищення продуктивності лучних біогеоценозів Карпат. – К.:
Наукова думка, 2003. – 295 с.; 2.Екологічні системи аграрного
виробництва в Карпатах. – Ужгород: Закарпаття, 1996. – 276 с. та 1 у
співавторстві: Медоноси Карпат. – Ужгород: Карпати, 1975. – 175 с., 18
статей у фахових виданнях із списку затверджених ВАК України (4 –
Екологія та ноосферологія, 8 – Науковий вісник Ужгородського
університету, серія Біологія, 1 – Науковий вісник Київського
університету, серія Біологія, 1- Науковий вісник Чернівецького
університету, серія Біологія, 1- Вісник Харківського університету, серія
Геологія-географія-екологія, 1 – Аграрна наука і освіта, 2 –
Агроекологічний журнал), 8 – у збірниках наукових праць, 12 – у вигляді
матеріалів і тез наукових конференцій та 3 – у науково-виробничих та
довідкових виданнях. Загальний обсяг цих публікацій, які становлять
основу дисертації, перевищує 48 друкованих аркушів, з яких 46 –
особистий внесок здобувача.

Структура і обсяг дисертації. Дисертаційна робота викладена на 367
сторінках комп’ютерного тексту, з яких таблиці займають 14, рисунки – 1.
Складається робота із вступу, 8 розділів, висновків та пропозицій
виробництву, містить 33 таблиці, 39 рисунків, 8 додатків. Список
літератури містить 455 джерел вітчизняних і зарубіжних авторів, що
займає 41 сторінку.

Автор висловлює глибоку вдячність науковому консультанту, доктору
біологічних наук, професору Йосипу Володимировичу Царик, доктору
біологічних наук, професору В.І.Чопику, доктору сільськогосподарських
наук, професору В.Г. Мінєєву, кандидату сільськогосподарських наук
О.С. Шапкіну, голові акціонерної агропромислової екофірми “Гірська”
І.В. Кебузу, головним спеціалістам екофірми за багаторічне плідне
співробітництво, підтримку і допомогу в проведенні і виконанні програми
досліджень.

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтовано актуальність теми, мету і завдання досліджень,
наукове і прикладне значення одержаних результатів, стан апробації,
перспективи і напрями використання у практиці.

У першому розділі дисертаційної роботи – АГРОБІОГЕОЦЕНОЗ ЯК
ФУНКЦІОНАЛЬНА ОДИНИЦЯ АГРОЕКОСИСТЕМИ, ПРИНЦИПИ І НАПРЯМКИ ВІДНОВЛЕННЯ
ЙОГО САМОРЕГУЛЯЦІЇ (ОГЛЯД ЛІТЕРАТУРИ)– представлено
літературно-оглядовий матеріал, що розкриває стан розробки теми і
найважливіші теоретичні положення. Тут констатовано, що лучні
агробіогеоценози як функціональні одиниці агроекосистеми поширені на
досить великій території Карпатського регіону України. Займаючи 68,4%
площі сільгоспугідь, вони є не тільки головним джерелом надходження
кормових ресурсів, але і фактором впливу на навколишнє середовище,
оскільки є суттєво зміненими застосовуванням все нових і нових
транспортно-технічних засобів, видів мінеральних добрив, пестицидів
(арборицидів), систем меліоративного поліпшення земель, і залучення в
біологічний колообіг великої розмаїтості не властивих для них речовин
канцерогенної дії.

Тому в межах екології активно розвивається вчення про агроекосистеми, її
агробіогеоценози, склад, структуру, систему функціонування, вплив людини
на них і на цій основі розробляються способи подолання негативних
наслідків впливу антропічних чинників на агробіогеоценози, підвищення їх
продуктивності природоощадливими системами технологій і засобами
(рис. 1).

Карпатська агроекосистема з її агробіогеоценозами знаходиться в тісному
контакті з природними угрупованнями(лісовими, водними й ін.) і тому її
забруднювачі легко поширюються в них, призводячи до
структурно-функціональних змін в цілому регіоні.

Навколишнє середовище – це частина біосфери, середовище життя і
виробничої діяльності людини, яке використовуємо для задоволення
життєвих і виробничих потреб. В районі наших досліджень представлене
воно гірськими ландшафтами з характерними рисами рельєфу території,
ґрунтового покриву, кліматичних умов, рослинного й тваринного світу.
Людина підкорила його своїм інтересам, істотно видозмінила і перетворила
для задоволення своїх потреб. Зважаючи на те, що орні землі тут обмежені
і “малоземелля” – характерна ознака регіону, ми поділяємо точку зору
В.Г.Мінєєва, Б.Дебрецені, Т.Мазур (1993) про те, що нині “…необхідно
підвищення продуктивності всіх угідь, всього агроландшафту”. Отже не
тільки рілля, але й інші категорії угідь, зокрема луки й пасовища,
сьогодні представляють величезний, ще недостатньо використовуваний при
умові застосування природоощадливих технологій резерв для збільшення
виробництва кормів високої якості, а відповідно, поголів’я і
продуктивності худоби, продовольчої продукції тваринного походження.
Особливо це стосується такого регіону як Карпати, де третина лук і
пасовищ деградована, а частина низько-, та середньопродуктивна і тільки
п’ята – забезпечує максимально можливу продуктивність.

Рис.1. Схема використання екологічних знань для охорони агросфери і
навколишнього середовища. Умовні позначення: 1 – навколишнє середовище
(а — природне, б – видозмінене (агросфера), в – соціальне ); 2 – вчення
про навколишнє середовище і його агросферу; 3 – структурні рівні
агробіогеоценозів і їх взаємодія в агроекосистемах

Виходячи з особливостей генезису і напрямків використання
агробіогеоценозів слід підкреслити, що тут сформувалися дві їх категорії
– радикально змінені людиною для задоволення своїх
продовольчо-сировинних потреб і природні території агробіотичного
характеру. Можна виділити і категорії сильно й слабо піддані техногенній
інтенсифікації. Так, до першої категорії варто віднести просапні
агробіогеоценози, а також багаторічних плодово-ягідних насаджень. Друга
категорія охоплює післялісові природні гірсько-лучні, а також
високогірні полонинські біогеоценози. У зв’язку з чим змінювався
механізм функціонування агробіогеоценозів, що відбилося як на
продуктивності їх, так і на якості вироблюваної в них продукції.

Масове застосування агрохімікатів поряд з іншим потужним техногенним
навантаженням спричинило суттєві зміни в агробіогеоценозах регіонального
й глобального характеру. Вони стали об’єктами досліджень багатьох учених
– Д.М. Андерсон (1985), М.С. Гіляров (1984), М.А. Голубець (1987, 2000),
Ю.А. Злобін (1986), К.А. Малиновський (1978, 1988), В.Г. Мінєєв (1984,
1990), В.Г. Мінєєв, Б. Дебрецені, Т. Мазур (1993), А.Г. Тихонов (1990),
P. Fragstein (1985), F. Noirtalise (1974), W. Schaumann (1985, 1991),
Ю.В. Манівчук (1988, 1989, 1995, 1996) та ін.

Це і обумовило розвиток ідеї застосування природних механізмів
функціонування біогеоценозів, екологізації в сільськогосподарському
виробництві. Вона започаткована ще в 1924 році в роботах Р.Штайнера.
Пізніше ця ідея була розвинута в працях Х.П.Руша в 1968 році, а згодом
W.Schaumann (1985), H.Vogtmann (1985), P.Schreiber (1985), P.Grosch
(1985), А.А.Жученка (1990), В.Г.Мінєєва (1990), В.Г.Мінєєва, Е.Х.Ремпе
(1990), В.Г.Мінєєва, Б.Дебрецені, Т.Мазур (1993), А.Г.Тихонова (1990),
Я.Д.Мансфельта (1991, 1992), О.С.Шапкіна (1991), Ю.Новикова (1991),
В.І.Киселя (1989, 1997), В.П. Патики (2003), В.П. Патики та ін. (2007),
Ю.В. Манівчука (1996, 1997, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006,
2007).

У другому розділі дисертаційної роботи – МЕТА, ПРОГРАМА І МЕТОДИКА
ДОСЛІДЖЕНЬ – дається характеристика методичних підходів до вивчення
лучних агробіогеоценозів, продукційного процесу в них та напрямів його
активізації, а також етапи виконання програми досліджень.

Об’єктом дослідження були лучні біогеоценози лісового поясу, а також
високогірні полонинські пасовища обох макросхилів Карпат, розташованих у
межах України. Вивчали ґрунти і видовий склад його біоти, дію добрив
біогенного походження (компост, біокомпост, гній, гноївка, деревний
попіл й ін.) на формування величини та якості врожаю трав, сукцесійні
процеси в біогеоценозах і динаміку їхньої продуктивності. Вивчали також
вплив техногенно-інтенсивної системи на підвищення врожайності трав і
наслідки її застосування в агроекосистемі.

Серед методів досліджень домінував експериментальний, метод
спостережень, викладений у книзі “Польова геоботаніка” (М.-Л.: Наука,
1964. – Т.1-3), аутекологічний, демекологічний, синекологічний, а також
статистичний та ін.

В основу методичних підходів під час проведення польових досліджень
лучних біогеоценозів використані праці К.А.Малиновського (1959, 1978,
1988), Т.О.Работнова (1985, 1987), Е.М.Лавренка (1959), І.В.Ларіна
(1934, 1956), Б.М.Міркіна (1985), А.А.Жученка (1990), М.А.Голубця
(1978), В.Драєр, С.Розенова (1991), P.Fragstein (1985), H.Vogtmann
(1985), I.Lьnzer (1985).

Перші стаціонарні дослідні ділянки з вивчення продуктивності пасовищних
угідь були закладені нами на високогірному біостаціонарі Ужгородського
національного університету (Полонина Рівна) у 1967 році. На південному
схилі гори Рівна, на висоті 1320 м над рівнем моря на площі 1 га серед
типових біловусників було закладено 20 варіантів дослідів. Вони
стосувалися застосування різних добрив: біогенних (компост, гній,
гноївка, деревний попіл), мінеральних, азотних (аміачна селітра,
сечовина), фосфорних (подвійний суперфосфат), калійних (калійна сіль);
доз внесених добрив; поєднань різних видів і доз добрив як між собою,
так і з деревно-чагарниковими насадженнями.

Другий етап стаціонарних науково-виробничих досліджень проводилия з 1975
до 1980 року на північному макросхилі Карпат (с.Яблониця, Надвірнянський
район, Івано-Франківська область, ур. Під’ясінь) на висоті 800 м над
рівнем моря. Лучне угруповання сінокосно-пасовищного використання, яке
розташоване на південному схилі крутизною 8-100 було обрано для
комплексного вивчення впливу збільшених доз органіки і міндобрив на
підвищення продуктивності та якості врожаю. Тут було закладено три
варіанти наукових дослідів на площі 0,15 га з варіантами: 1 – без добрив
(контроль); 2 – гній (30 т/га); 3 – гній (30 т/га) + аміачна селітра
(150 кг/га діючої речовини).

Третій етап стаціонарних досліджень проводили в чотирьох місцях
гірсько-лучного масиву у підніжжі гори Пєтрос (с. Ясіня, Рахівський
район, Закарпатська область, ур. Буковина). Були підібрані масиви,
ідентичні за генезисом, різні за ґрунтовими умовами, крутизною схилів,
мезо- і мікрорельєфом, вихідною рослинністю сінокосно-пасовищного
використання на висоті 900, 950 і 1000 м над рівнем моря. Тут було
закладено 24 варіанти дослідів.

Усі варіанти дослідних ділянок, розміром 10х10 м, у триразовому
повторенні, розділялися між собою доріжками, завширшки 50 см, і
обрамляли борозною 10х10 см, проробленої в дернині за шнуром. Між
повторностями прокладалися тільки ровики, завглибшки і завширшки до 10
см. На кожній ділянці був передбачений варіант без добрив (контроль).

Добрива вносилися ручним способом у пообідній час перед дощем, на
початку травня.

До внесення біогенних добрив і в процесі їх дії з кожного варіанта
відбирали ґрунтові проби для агрохімічних і мікробіологічних аналізів.
Вивчали також “насиченість” ґрунтів дощовими черв’яками.

Ґрунти вивчали на підставі методичних положень книги “Принципи
організації і методи стаціонарного вивчення ґрунтів” (М.: Наука, 1976. –
С. 5-33), а її мікробіоту – за методичними вказівками, наведеними у
книзі “Інструментальні методи в ґрунтовій мікробіології” (К.: Наукова
думка, 1982) .

Облік урожаю проводили щодекадно протягом вегетаційного періоду методом
пробних укосів з площі 1м2 (в межах дерев’яної рамки) у дев’яти
повтореннях на варіанті. Трав’яний сніп спочатку зважували, вимірювали
висоту, а потім розбирали за ботанічним cкладом і висушували для
визначення маси сухого сіна, а також відбору проб для зоотехнічних
аналізів.

В основі вивчення сукцесійних змін у лучних агробіогеоценозах
використані фундаментальні положення В.М.Сукачова (1945, 1954, 1955),
В.М.Сукачова і М.В.Диліса (1964), Е.М. Лавренка (1959), Б.М. Міркіна
(1985). Був використаний і метод метеорологічних спостережень за зміною
атмосферних явищ в умовах стаціонарних досліджень високогірно-лучних
біогеоценозів (полонина Рівна).

Вивчаючи динаміку наростання зеленої маси, фази вегетації, тривалість
дії біогенних і мінеральних добрив, сукцесійні процеси в складі
травостою, а також якість урожаю, його духмяність і біологічну
повноцінність та поїдаємість великою рогатою худобою, вівцями та
кролями, ми прийшли до висновку, що найбільш ефективними за впливом на
лучний агробіогеоценоз були біогенні добрива (біокомпост).

Виробництво біокомпостів ми налагодили на основі ефективного
використання місцевих ресурсів органічної сировини (гною, гноївки,
соломи, деревної тирси, кори і листя, рослинних відходів та ін.) та
ґрунтової біоти для їх переробки. Як критерій основних вимог до такої
сировини виставили відсутність у них техногенних забруднень (відходів
хімічного виробництва, полімерних матеріалів, токсичних речовин).
Змішували сировину в таких співвідношеннях: гній великої рогатої худоби
(5-6 місячного визрівання) – 50 %, деревна тирса, кора – 40 %, відходи
рослинництва (солома, прогниле сіно) – 5 %, верхній шар ґрунту або
дернини, дернові мулисті наноси ґрунту – 3 %, деревний попіл – 2 % і
укладали в наземні кагати. Конфігурація і розмір кагатів були різними,
однак ширина і висота, як показали дослідження, не повинна перевищувати
1,5 м. Такі кагати легко перелопачувати вилами, вони повітро- і
вологопроникні, мають оптимальний біотемпературний режим, тісний контакт
із ґрунтом, звідки мігрують додаткові дощові черв’яки і мікробіота.

Змішана сировина в аеробних умовах ефективно перепріває в природному
режимі температури і вологи, при накритті не товстим шаром соломи чи
сіна, хвої і рясному поливі гноївкою з розрахунку 10 л на 1 м3 маси.
Впродовж 5-7 місяців усі види змішаної сировини біологічно
переробляються ґрунтовою біотою в дрібнозернисту гомогенну масу, рясно
насичену дощовими черв’яками, бактеріями, грибами та іншими
педобіонтами.

Економічна оцінка природоощадливого луківництва розроблена ще
недостатньо. Тому ми зробили спробу підібрати систему показників і
розкрити очікувану ефективність лучнопасовищного господарства в
Карпатах в умовах його екологізації. Для цього розраховували загальну
продуктивність гектара по виходу кормових і кормопротеїнових одиниць.
Такі розрахунки дозволяють визначити не тільки разовий, але і сукупний
господарський ефект. Для цього ми розрахували кількість кормових одиниць
в одному центнері корму у варіантах дослідів і на ділянці без добрив за
формулою:

,

де: КП – кількість кормопротеїнових одиниць у 1ц корму (сіна); Ко –
вміст кормових одиниць; П — перетравного протеїну; 9 – коефіцієнт
перерахунку, що забезпечує вміст в одній кормовій одиниці 110 г
перетравного протеїну.

Таке істотне зростання кормопротеїнового вмісту в центнері корму – дуже
важливий критерій економічної оцінки природоощадливих систем підвищення
продуктивності лучних агробіогеоценозів.

Вихід кормопротеїнових одиниць з одного гектара розрахували як добуток
врожайності сіна з гектара (у фізичних одиницях) на вміст
кормопротеїнових одиниць у центнері корму.

КПО = У• КП,

де: КПО – вихід кормопротеїнових одиниць з 1га, ц; У – середня
врожайність, ц/га.

На контрольному варіанті досліду (ІІІ ділянка) вміст кормопротеїнових
одиниць у 1 ц (сіна) становив 0,37, а у варіанті з внесенням
біокомпостів – 0,59, а у варіантах, де вносилися гній і деревний попіл,
він був дещо нижчим, ніж у варіанті з внесенням біокомпосту і становив
відповідно 0,48 і 0,45.

Отримані результати досліджень математично опрацьовано методами
дисперсійного та кореляційного аналізу за Б.О. Доспеховимм (1979) з
використанням програмних засобів Microsoft Excel за сприяння групи
математичного забезпечення науково-дослідних завдань ННЦ “Інститут
землеробства УААН”.

У третьому розділі дисертації – СТАН ЕКОЛОГІЧНОГО БАЛАНСУ
АГРОБІОГЕОЦЕНОЗІВ І ШЛЯХИ ЙОГО ВІДНОВЛЕННЯ В КАРПАТСЬКОМУ РЕГІОНІ –
розкрито специфіку і генезис агробіогеоценозів на фоні загальної
геоморфологічної, ґрунтової, кліматичної та флористичної характеристик
гірської екосистеми. Висотно-поясний характер рельєфних,
ґрунтово-кліматичних, гідрологічних і фітоценологічних умов зумовив
формування тут великого розмаїття біогеоценозів, серед яких
дрібноконтурні лучні й просапні агробіогеоценози тісно контактують з
ними.

Отже, впродовж багатьох століть тут формувалися природні лучні та
просапні агробіогеоценози, а також агрозооценози домашнього й
громадського тваринництва з характерним типом розосередження по
території, комунікацій для зберігання гною, сіна, виробничих будівель
для тварин, їх утримання і водопостачання та система сезонного
відгінно-пасовищного використання розповсюджених у високогірному поясі
полонинських лучних типів біогеоценозів.

В результаті поступової антропогенізації гірської екосистеми в минулому,
особливо інтенсивно в попередні 60 років, зменшилася лісистість
передгірних і низькогірних районів, значно знизилася верхня межа лісу,
змінився видовий склад, просторова й вікова структура, а також
продуктивність як лісових, так і лучних біоценозів, розширилась нині і
площа зранених тракторами лучних і лісових угідь, берегів річок,
гірських струмків. Безсистемне випасання худоби, особливо великими
чередами на гірських і високогірних пасовищах, посилило пошкоджуваність
дернини, розширились площі ацидофільних рослин (Rumex alpinus L., R.
carpaticus Zapal.), а також деградованих лучних угідь.

Масове використання агрохімікатів і важких технічних засобів у гірських
умовах призвело до того, що агробіогеоценоз не здатний підтримувати,
екологічний баланс між втратами і відновленнями ресурсу родючості
ґрунтів, популяціями шкідливої і корисної біоти, вчасно локалізувати й
призупинити ерозійні процеси, забезпечувати стійку продуктивність. Все
це пояснюється протиприродністю, агресивністю, канцерогенністю і
персистентністю забруднюючих ґрунт речовин, багатогранністю впливу
техногенних факторів на біологічні процеси й екологічні зв’язки.

Відновлення екологічного балансу саморегуляції в поширених тут
агробіогеоценозах, як показали наші дослідження, можна досягти
впровадивши ефективну систему активізації та збільшення біоенергетичних
ресурсів у ґрунтах, посилення обмінних процесів у них і на цій основі
більш повного використання сонячної енергії, СО2, вільного азоту
атмосфери. Шляхом застосування біогенних добрив, здатних оптимізувати
трофічний режим ґрунтів, їх біологічну активність, розширити видовий
склад фіто- і зооценозів, та продуктивність вдається посилити і
стійкість їх до водної ерозії та відновити біоекологічну саморегуляцію.

Застосувавши природоощадливу систему використання агроекосистем можна
досягти замкнутого колообігу біофільних елементів, усунувши потребу у
ввізних, штучно синтезованих добривах.

Отже, концепція переорієнтації на пріоритети використання місцевих
добрив, біоенергетичного потенціалу ґрунтів, біологічного азоту
атмосфери, як величезних, сьогодні недостатньо використовуваних ресурсів
біогенних елементів, здатна вирішувати не тільки екологічні, але й
соціальні та економічні проблеми регіону.

У четвертому розділі роботи – ВІДТВОРЕННЯ РОДЮЧОСТІ ҐРУНТІВ І ПОСИЛЕННЯ
САМОРЕГУЛЮЮЧОЇ ФУНКЦІЇ АГРОБІОГЕОЦЕНОЗІВ – констатується, що в
екологічному луківництві і гірському землеробстві необхідно мати
достовірну інформацію не тільки про генезис, фізичні, агрохімічні, але й
агроекологічні властивості ґрунту завдяки довготривалим комплексним
дослідженням.

Проведені нами довготривалі дослідження карпатських гірських ґрунтів
показали, що в місцях тривалого й інтенсивного застосування
агрохімікатів відбулося підкислення і дебіологізація ґрунтового шару.
Так, у ґрунтових вибірках з 1 м2 не вдавалося виявити особин дощових
черв’яків, мікробіота була представлена зрідженими популяціями їхніх
колоній утворюючих одиниць (КУО).

Характерно, що висока насиченість мікробіотою спостерігалися в середньо-
і високоокультурених типах ґрунтів (9,60 і 12,58 млн. КУО). При цьому
циклічність їх розвитку (табл. 1) дуже виражена. Наші дослідження
показали, що при внесенні біогенних добрив, особливо біокомпостів (15
т/га), має місце активізація життєдіяль-

Таблиця 1.

Циклічність чисельності мікробіоти, що бере участь у мінералізації
органічних речовин (с.Ясіня, Закарпатська обл., 1990), млн. КУО у 1 г
абсолютно сухого ґрунту

Типи ґрунтів і основні асоціації травостоїв Весна Літо Відхи-лення до
весни Осінь Відхилення Середнє за сезон

до літа до весни

Гірські лісові опідзолені середньозволожені, північна експозиція
(біловусові асоціації) І дослідна ділянка 5,01 7,53 +2,52 1,69 -5,84
-3,32 4,14

Гірські лісові опідзолені суходільні луки, південна експозиція
(біловусові асоціації) ІІ дослідна ділянка 2,11 2,36 +0,25 2,96 +0,60
+0,85 2,48

Гірські лісові середньо-окультурені помірно зволожені, похилий схил
(злаково-різнотравні асоціації) ІІІ дослідна ділянка 4,93 9,60 +4,67
2,36 -7,24 -2,57 5,63

Гірські лісові високоокультурені на присадибній ділянці
(злаково-кульбабині асоціації) 4,13 12,58 +8,45 1,45 -11,13 -2,68 6,05

ності ґрунтової біоти, що здатна формувати екологічний оптимум для всіх
компонентів агробіогеоценозу через високий вміст біогумусу: 11,8 % у
природному стані, 29,6 % – у сухій речовині (табл. 2). Біогумус, як
сукупність органічних речовин ґрунту, що пройшли біохімічні
перетворення, має більш стійкі властивості до розмивання, здатний
тривалий період підтримувати біоенергетичний баланс на схилових,
мінімальних за товщиною ґрунтових горизонтах. Саме він найкраще
задовольняє потреби ґрунтової біоти і рослин, коренева система яких
розміщується в таких плинтих ґрунтових горизонтах. Це, насамперед,
конюшина повзуча (Trifolium repens L.), приворотень (Alchimilla
monticola, A. pastoralis Bus.), які в лучних фітоценозах здатні
створювати стійку дернину і протидіяти ерозійним процесам на схилах
пасовищних угідь.

В цих умовах важливу роль відіграє моніторинг (monitoring) як система
спостережень й контролю за станом навколишнього середовища, попередження
про появу антропогенних факторів небезпеки. Разом з тим, біогенні
добрива не зумовлюють депресії життєдіяльності ґрунтової
біоти, а служать живильним середовищем її активізації, її агрегації, а
значить, посилення самовідновних функцій ґрунтів в агробіоценозах (рис.
2).

Особливо цінні властивості має біокомпост (табл. 2). Так, насиченість
біокомпосту мікроорганізмами, що беруть участь у мінералізації
органічної речовини, була в 7,1 раза вищою, ніж в обстежених лучних
ґрунтах. В одному грамі біокомпосту нараховували 177 млн. КУО
мікроорганізмів цієї групи (мінералізаторів органічної речовини).

Рис. 2. Характеристика ознак біогенних добрив.

Таблиця 2.

Хімічний склад біокомпосту після 7 місяців визрівання (с.Ясіня,
ур.Буковина, 1990), %

Компоненти У природній масі (речовині) У сухій речовині

Вологість 61,52 —

Суха речовина — 38,48

Біогумус 11,80 29,6

рН 7,15 7,15

Загальний азот: 0,61 1,595

амонійний 0,017 0,045

нітратний 0,031 0,082

Загальний фосфор 0,591 0,960

Загальний калій 0,520 1,350

Інші 24,11 29,24

NPK у 1 т біокомпосту, кг — 39,0

Особливо важливою біологічною властивістю біокомпостів є їхня
насиченість дощовими черв’яками. При оптимальному режимі приготування
біокомпосту в одній тонні його нараховували від 15 до 25 тис. особин.

Під впливом активного функціонування нітрифікаторів вміст нітратного
азоту в ґрунті був значно вищим з використанням біокомпостів або гною,
ніж у варіантах без добрив (рис. 3).

Рис. 3. Вміст нітратного азоту в ґрунті при внесенні різних видів
біогенних добрив.

Умовні позначення: 1 – без добрив; 2 – біокомпост, 15 т/га; 3 – гній,
15 т/га;

4 – деревний попіл, 5 т/га

Таким чином, біокомпост, насичений життєздатною ґрунтовою біотою, має
найбільш цінні якості порівняно з іншими видами біогенних добрив, що
сприяє розширеному відтворенню і нагромадженню додаткового ресурсу
родючості.

У п’ятому розділі – ФОРМУВАННЯ ВИСОКОПРОДУКТИВНИХ ГІРСЬКО-ЛУЧНИХ
ФІТОЦЕНОЗІВ – розкрито еколого-біологічний механізм функціонування
гірсько-лучного агробіогеоценозу, формування трофічного режиму ґрунтів,
фотосинтезу, деструкції наземних і підземних органів, нагромадження
рослинних решток, їх розкладання, гуміфікація, утворення гумусу, а також
його мінералізація.

Фотосинтез, як унікальний і головний біологічний цикл трансформації
сонячної енергії в енергію хімічних речовин фітомаси, є центральною
ланкою продукційного процесу, початком колообігу біофільних елементів у
лучному біогеоценозі. В його процесі формується не тільки надземна
зелена фітомаса, як пасовищний чи сінний кормовий ресурс, але –
біоенергетичний потенціал ґрунтового середовища.

Фітоценози, як найбільш продуктивний компонент лучних біогеоценозів,
являють собою динамічне утворення. Для них властиві природні й
антропогенні сукцесії, відбувається флуктуація видового складу рослин,
що характеризується оборотністю і формує відносну стійкість
флористичного складу.

Наші дослідження показали, що біогенні добрива, які істотно змінюють
трофічні умови ґрунту, обумовлюють цілий комплекс сукцесій у лучних
біогеоценозах. Так, поверхневе внесення біогенних добрив (біокомпостів)
на біловусниковій луці для Nardus stricta L. – тут головний фактор. Види
рослин з високою екологічною валентністю (Poa pratensis L.) здатні
ефективно засвоювати поживний потенціал ґрунтів, посилюють фотосинтез,
нарощують фітомасу. Поліпшений поживний режим ґрунтів веде до появи в
травостої нових едифікаторів і субедифікаторів високопродуктивного
лучного фітоценозу, зокрема, таких рослин, як мітлиця тонка (Agrostis
tenuis Sibth.), костриця лучна (Festuca pratensis L.), тимофіївка лучна
(Phleum pratense L.), грястиця збірна (Dactyllis glomerata L.), конюшина
повзуча (Trifolium repens L.), к. гірська (T. montanum L.), к. червона
(T. rubens L.), лядвенець український (Lotus corniculatus L.) та ін.

За допомогою різних видів і доз біогенних добрив удається одержувати і
закріплювати позитивні сукцесійні процеси. Так, наприклад, при
одноразовому внесенні 10 т/га біокомпостів (рис. 4) біловус поступається
місцем тонконогу і конюшині на незначний період – 3 роки. Якщо не
закріпити ці сукцесійні зміни новим внесенням біокомпостів, то
неминуче повернення до вихідної ситуації – домінування біловуса (рис.
5).

»

0

2

R

T

»

$

&

(

*

,

.

0

2

4

6

8

:

< >

R

T

?T

V

?

?

°

?

oe

o

d O

?

o

„TH

yyyy^„TH

„e

„AE

yyyy^„AE

„O

yyyy^„O

„O

yyyy^„O

„U

yyyy^„U

„TH

yyyy^„TH

??????&?

„`„

z

i

i

]„•y`„

?Q

?v

ність травостою продовжувала зростати, сягаючи 87–90 ц/га, у той час як
на варіанті без добрив вона знижувалася до показника нижче 40 ц/га.
Максимум продуктивності зафіксований у 1 і 3 декадах липня (рис. 6).

Рис. 4. Домінування едифікаторів лучних фітоценозів під впливом
біокомпосту. Умовні позначення: 1 – біловус;2 – тонконіг; 3 – конюшина

Рис. 5. Домінування едифікаторів лучних фітоценозів під впливом
деревного попелу. Умовні позначення: 1 – конюшина повзуча; 2 – тонконіг;
3 – біловус

Надалі високий темп продукційного процесу (1-декада серпня) утримувався
тільки на варіантах із внесенням біогенних добрив: біокомпостів – 93,0
ц/га, у той час як на варіанті без добрив був зафіксований явний спад
продуктивності. Тобто, застосування біогенних добрив сприяє продовженню
терміну вегетації рослин, що супроводжується збільшенням часу
продукційного процесу у господарських цілях.

Рис. 6. Динаміка наростання зеленої фітомаси лучних трав під впливом
біогенних добрив (середнє за 5 років, 1989 – 1993, с. Ясіня,
Закарпатська обл., ІІ дослідна ділянка). Умовні позначення: 1 – без
добрив; 2 – біокомпост;3 – гній; 4 – деревний попіл

Узагальнюючим показником продуктивності лучних фітоценозів є надземна
фітомаса, обсяг нектару і кількість цукрів у ньому, пилку, продукованого
квітками лучних медоносів, маса органічної речовини, додатково
накопичена в ґрунті, а також розмаїття організмів, що населяє їх.
Безумовно, продуктивність фітоценозів буде тим більшою, чим більша
ярусність, щільність, розмаїтість, генеративний процес у видів рослин,
що утворюють рослинне угруповання, інтенсивність асиміляції (рис. 7).

Середній показник врожайності зеленої маси у варіанті без добрив
становив 43,6 ц/га, а біокомпости, внесені в дозі 15 т/га, забезпечували
по 94,1 ц/га в середньому протягом п’яти років, тобто приріст становив
49,9 ц/га. З цього випливає, що біокомпост як комплексне біогенне
добриво стимулював найвищий приріст врожайності (табл. 3). Сумарний
приріст урожаю за І і ІІ укоси становив 47,9 ц/га (табл. 4)

група –10,3 %, досить висока питома вага мохів – 3,8 %. Разючими ці
зміни виявилися під дією

Таблиця 3

Зміна врожайності травостою під впливом біогенних добрив на другій
дослідній ділянці

(с. Ясіня, урочище Буковина), ц/га

Варіанти дослідів Повтори 1989 1990 1991 1992 1993 Середнє за 1989-1993
Приріст урожаю

ц/га %

Без добрив 1 44,5 46,6 43,7 42,0 41,3 43,6 — —

2 43,8 44,2 45,6 44,8 43,4 44,4 — —

3 44,8

44,4 45,1

45,3 43,0

44,1 45,4

44,1 44,6

43,1 44,6

44,2 — —

Гній, 15 т/га 1 63,7 67,4 67,9 75,1 69,7 68,8 25,2

2 64,2 68,1 69,2 71,8 67,4 68,1 23,7

3 65,1

64,3 67,0

67,5 67,1

68,1 68,4

71,8 68,7

68,6 67,3

68,1 22,7

23,9

54,1

Біокомпост, 15 т/га 1 82,8 92,8 98,2 109,1 96,4 95,9 52,3

2 81,9 90,3 97,4 99,5 97,1 93,2 48,8

3 83,2

82,6 91,7

91,6 96,5

97,4 98,2

102,3 96,9

96,8 93,3

94,1 48,7

49,9

112,9

Гноївка, 15 т/га

1 51,7 54,3 50,1 55,2 51,3 52,5 8,9

2 52,3 53,4 50,8 55,7 52,7 53,0 8,6

3 51,9

52,0 55,1

54,3 52,3

51,1 53,9

54,9 52,3

52,1 531

52,9 8,5

8,7

19,7

Деревний попіл, 5 т/га 1 60,4 75,1 79,5 88,4 79,8 76,6 33,0

2 59,1 74,8 80,2 88,0 78,2 76,1 31,7

3 61,9

60,5 75,9

75,3 77,7

79,1 89,1

88,5 81,4

79,8 77,2

76,6 32,6

32,4

73,3

Нір05

1,2 1,5 1,9 5,8 2,1 2,8

Примітка: Нір – найменша істотна різниця; під рискою – середні величини
врожаю травостою. Всі види біогенних добрив істотно підвищують
урожайність з ймовірністю 95 %, але з різною ефективністю.

біокомпостів. Питома частка бобових зросла з 5,8 до 34,2 % на другий
рік дії добрив. Група різнотрав’я досягла 43,9 %, зник моховий покрив.

Отже, наші дослідження показали, що біогенні добрива впливають на
одержання трьох ефектів. Перший – зростання трав’яного покриття до
97–99 % площі. Другий – корисна дія біогенних добрив виявляється у
зменшенні і витісненні мохового покриття, збільшенні питомої частки
цінних злакових і бобових кормових трав. Третій ефект проявляється у
збільшенні маси основного врожаю та отави.

Рис. 7. Зміна складу, структури і висоти травостоїв під впливом
біокомпостів.

Умовні позначення: а – до внесення добрив, б – перший рік дії добрив, в
– другий рік дії.

У шостому розділі дисертаційного дослідження – ПІДВИЩЕННЯ ПРОДУКТИВНОСТІ
ВИСОКОГІРНО-ЛУЧНИХ (ПОЛОНИНСЬКИХ) ФІТОЦЕНОЗІВ – дана фітоценологічна
характеристика полонинських фітоценозів, представлених головним чином,
формаціями біловусників, рідше червонокостричників.

Рослинність полонин за видовим складом є збідненою і представлена
екологічно пристосованими життєвими формами – гемікриптофітами,
хамефітами, криптофітами і частково терофітами, більше половини з яких
взимку залишаються зеленими.

Продукційний процес тут здійснюється в екстремальних умовах
високогірного положення над рівнем моря, складності рельєфу, скороченого
вегетаційного періоду, гідрологічного, інсоляційного, температурного і
трофічного режиму ґрунтів, про що свідчать наші метеоспостереження в
1965 – 1971 роках на Полонині Рівній.

В силу цієї сукупності причин органічна фракція (речовина) ґрунту
знаходиться в уповільнених режимах біохімічних перетворень, що зв’язано
з закономірностями поширення ґрунтової біоти та її активності у
високогірних біоценозах. Такий взаємозв’язок установлено багатьма
дослідниками продукційного процесу в Карпатах (Maloch, 1932; Swederski,
1933; Musierowicz, Dobrzanski, 1937; Андрущенко, 1954; Малиновський,
1959, 1975, 1983; Сергієнко, 1969).

Екстремальність умов росту рослинних угруповань призводить до
нагромадження сирого гумусу в ґрунтах і неможливості його ефективного
використання.

Наші дослідження показали, що головним лімітуючим фактором продукційного
процесу є дефіцит біофільних елементів у ґрунтах.

З цих міркувань використання біогенних добрив є найбільш доцільним,
оскільки завдяки їм вдається каталізувати біологічну активність, а
відтак, і розклад гумусної фракції, і суттєво поліпшити трофічний режим
ґрунтів та зрушити генеративний процес в бік поліпшення насіннєвого
розмноження за їх допомогою.

Нами доведено, що деградовані й низькопродуктивні високогірні
полонинські фітоценози, як ознака тривалого нераціонального використання
рослинних угруповань, можуть бути перетворені в середньопродуктивні
угіддя.

Так, внесення 15 т/га компосту, насиченого деревним попелом (третина
маси), забезпечувало зростання врожайності трав з 27,4 ц/га у варіанті
без добрив до 57,7 ц/га в перший рік і 59,5 ц/га на другий рік дії
добрив (табл. 5). При цьому позитивний результат відзначався протягом
усіх років із середнім збільшенням на 29,9 ц/га. Друге і третє місце в
збільшенні врожаю і тривалості дії добрив займають деревний попіл і гній
– 18,7 і 15,6 ц/га відповідно (рис. 8).

Вплив мінеральних добрив короткочасний. Так, внесення аміачної селітри в
дозі 60 кг д.р. у перший рік забезпечувало збільшення врожаю трави
тільки на 15,0 ц/га, на другий – на 21,3 ц/га. На третій рік збільшення
вже не відмічалося. Внесення комплексних мінеральних добрив N60Р60К60
мало також короткочасну дію.

Позитивну і стійку зміну видового складу травостою спостерігали під
впливом біогенних добрив. Так, частка злакових трав зросла з 0,5 до
17,2 %, бобових – до 8,5 %, а різнотрав’я – з 1,2 до 15,3 %.

Деградовані полонинські угіддя і виснажені їхні ґрунти вимагають
поетапного проведення поверхневих культур-технічних та біологічних
меліорацій. Вирівнювання території, зрізання купин, поверхневе внесення
компостів насичених деревним попелом, підсівом насіння багаторічних трав
сприяють швидкому задернінню поверхні ґрунту і формуванню стійких
травостоїв.

Частина сильно деградованих полонинських угідь, особливо в зонах, що
примикають до верхньої межі лісу, можуть бути виведені із цього стану за
допомогою деревно-чагарникових насаджень (Фодор, 1963, 1969, 1972). Наші
дослідження підтвердили, що на територіях зі зрідженими насадженнями
кущів Alnus viridis D.C., Salix caprea L., Sorbus aucuparia L. та при
внесенні компостів у дозі 8 т/га успішно згасають ерозійні процеси,
поліпшується задернілість і видовий склад травостоїв, а

Таблиця 5.

Істотні зміни урожаю травостою високогірних лук під впливом різних видів
добрив

(полонина Рівна) зелена фітомаса, г/м2

Варіанти дослідів Повтори Р о к и Середнє

1967 середнє 1968 середнє 1969 середнє 1970 середнє 1971 середнє за

1967-1971 рр. за варіантами

Без добрив 1 27,4 28,1 26,9 57,5 28,4 28,1 27,3 28,3 26,8 28,5 27,4 28,1

2 28,2

28,4

28,0

29,1

30,0

28,7

3 28,8

27,1

27,9

28,4

28,6

28,2

Аміачна селітра,

60 кг/га д.р. 1 43,4 42,3 48,7 47,4 32,3 33,5 30,9 30,8 30,1 30,4 37,1
36,9

2 42,6

46,4

34,4

31,4

32,6

37,5

3 41,0

47,1

33,7

30,1

28,4

36,1

NPK,

60+60+60 кг/га д.р. 1 49,0 48,0 50,5 50,8 44,7 44,4 30,8 30,7 29,9 29,7
41,0 40,7

2 48,2

51,1

43,2

31,4

30,7

40,9

3 46,9

50,9

45,4

29,8

28,4

40,3

Деревний попіл,

5 т/га 1 30,4 29,6 43,8 43,5 46,4 46,1 58,5 57,9 40,3 40,7 43,9 43,6

2 29,6

42,6

45,8

56,2

40,7

43,0

3 28,7

44,2

46,0

59,1

41,1

43,8

Гній,

15т/га 1 45,1 45,4 50,1 50,1 46,9 48,5 40,4 40,9 35,1 36,6 43,5 44,3

2 46,8

51,4

48,3

41,7

37,8

45,2

3 44,4

48,7

50,3

40,5

36,9

44,2

Компост,

15 т/га 1 57,5 57,7 59,6 59,5 60,4 60,2 59,6 61,0 49,5 49,4 57,3 57,6

2 59,1

58,9

58,9

61,4

48,7

57,4

3 56,4

60,1

61,2

62,0

50,1

58,0

Нір05

1,6 1,7 1,8 1,9 2,1 1,7

також мікрокліматичні та едафічні умови. На другий рік дії добрив
з’явився перший ярус суцільного поширення Festuca rubra, Aqrostis
tenuis, Brisa media, Poa alpina. В другому ярусі групками почали
зростати Poa annua, Carex curvula на фоні Nardus stricta. У третьому
ярусі з’явилися групки Veronica chamaedrys, V. officinalis, Trifolium
repens, Alchemilla alpestris, Taraxacum officinale, Polyqalla vulqaris,
зрідка Pоtentilla aurea як зникаючий вид з місць зміненого трофічного
режиму.

Рис.8. Вплив добрив на врожайність зеленої маси пасовищних трав
(Полонина Рівна), ц/га.

Умовні позначення: 1 – без добрив; 2 – аміачна селітра, 60 кг/га (д.р.);
3 – NPK 60+60+60 кг/га (д.р.); 4 – гній, 15 т/га; 5 – деревний попіл, 5
т/га; 6 — компост, насичений деревним попелом (1/3 маси).

На ділянках, удобрених тільки деревним попелом, на фоні суцільних
біловусників острівцями з’явилися Тrіfоlіum repens, Alchimilla alpestris
у вигляді густого травостою третього ярусу.

У сьомому розділі дисертації – РЕАНІМАЦІЯ ЕРОДОВАНИХ ЗЕМЕЛЬ ГІРСЬКИХ
АГРОБІОГЕОЦЕНОЗІВ – констатується, що у гірських умовах, де ґрунти
піддаються інтенсивному змиву, використання біогенних добрив для
забезпечення відновлення ресурсу родючості і на цій основі стійкого
задерніння ґрунтыв бобовими рослинами (конюшина повзуча) і біологічної
фіксації азоту атмосфери стає предметом особливої уваги.

“Рослинний покрив, — пише М.М.Заславський (1979), — як зелена броня,
захищає ґрунт від ерозії під час сильних злив навіть на крутих схилах
гір”. Створити його стійким до ерозії можна за рахунок застосування
природоощадливих систем землеробства, моделі яких розроблені в наших
дослідженнях (рис. 9).

Просапний агробіогеоценоз як функціональна одиниця Карпатської
агроекосистеми має цілий ряд характерних ознак, які необхідно врахувати
під час його використання. Строкатість форм орних масивів з інтенсивним
промивним режимом ґрунтів, що супроводжується вимиванням не тільки
іонних, молекулярних, колоїдних, але й цілих агрегатних поживних
комплексів, посилює втрату ресурсу родючості, руйнацію фізичної
структури, переміщення великих ґрунтових мас за профілем схилу в нижню
частину, що межує з лучним чи пасовищним агробіогеоценозом, деформуючи
його наносами. Ділянки зі змитим ґрунтом представлені, головним чином,
делювіальними, глинистими чи щебенистими частками, мають низький вміст
органічної фракції зі слабким насиченням педобіонтами і зі слідами
струменевої ерозії, тому потребують екологічно ефективної реанімації.

Рис. 9. Концептуальна схема природоощадливого землеробства в Карпатах

Її доцільно здійснювати за рахунок часткового культуртехнічного
вирівнювання деформованої площі, внесення біокомпостів і підсіву насіння
багаторічних трав або трав’янистих рослин з вираженими протиерозійними
властивостями. Так, на наших дослідних ділянках в орному масиві
просапного агробіогеоценозу, де було проведено вирівнювання деформованої
площі зміщеним ґрунтом, внесено біокомпостів в розрахунку 15 т/га, на
другий рік досягнуто повного задерніння площі, відновлення балансу
гумусу (табл. 6). На третій рік змив ґрунту не був зафіксований нами, в
той час як у перший рік досягав 3,7 т/га.

Зважаючи на ефективну дію цих добрив, половина обсягів органіки нашого
дослідного господарства з 1990 року вже перероблялася в біокомпости, а
обсяги внесення гною в чистому вигляді істотно скоротилися з цієї
причини. В наступні два роки внесення біокомпостів на еродовані площі
орних земель зросло до 5 тис. тонн.

Частину просапних агробіоценозів, що інтенсивно піддаються руйнуванню
поверхневими стоками, було вилучено з орного фонду для відновлення
травостою багаторічних трав’янистих рослин з цінними протиерозійними
властивостями.

Таблиця 6.

Баланс гумусу ґрунту в сівозмінному масиві екофірми “Гірська”

(с.Ясіня, Закарпатська обл., 1993 рік), т/га

Наявність гумусу в шарі ґрун-ту 0-22 см Повто-ри Втрати Нагромадження
гумусу Баланс, +, — Разом

всього у т.ч. за рахунок всього у т.ч. за рахунок

мінералізації змиву ґрунту

гуміфі-кації біоком-постів

100,44 1 6,3 2,6 3,7 6,75 1,97 4,48 +0,05 100,49

101,75 2 7,0 2,7 4,3 7,25 2,01 5,24 +0,25 102,00

99,88 3 6,5 2,5 4,0 6,62 2,02 4,60 +0,12 100,00

У восьмому розділі дисертаційної роботи – ЕФЕКТИВНІСТЬ СИСТЕМ ПІДВИЩЕННЯ
ПРОДУКТИВНОСТІ, ОХОРОНИ ГІРСЬКИХ БІОГЕОЦЕНОЗІВ КАРПАТ, ІННОВАЦІЙНІ
ПІДХОДИ ДО ЇХ ВИКОРИСТАННЯ – констатується, що вона реалізується в
отриманні не тільки екологічної, економічної вигоди, але й має соціальне
значення, оскільки сприяє формуванню сприятливого для життя людини
середовища.

Так, при впровадженні екологічних систем відновлення родючості ґрунтів з
використанням біогенних добрив на гірських луках протягом трьох років
після припинення внесення мінеральних добрив, ми зафіксували поновлення
біологічної розмаїтості й екологічного балансу (рис. 10). Він проявився
у зростанні біологічної активності ґрунтів, відновленні механізмів
саморегуляції в агроценозах, відсутності у вирощуваних кормах шкідливих
компонентів, відновленні їх природного аромату.

Зростає активність бджіл, зникли темно-зелені плями травостоїв
перенасичених азотом, що мало місце при вертолітному і нерівномірному
внесенні мінеральних добрив на луки в гірських умовах рельєфу.

Позитивним є згасання ерозійних процесів за рахунок біомеліоративного
поліпшення лук, повного покриття усієї площі дерниною, а також
відновлення популяцій дощового черв’яка, що представлені 8 видами
(Зражевський, 1959; Царик, 1975), з яких найбільш поширені Eisenia
rosea, E. alpina, Allolophora carpatica, Lumbricus polyphemus, а також
Dendrobaena byblica, D. platyula, D. montana, D. altemsi, D. octaedra.

Найвищі результати кормопротеїнової продуктивності забезпечують ті ж
біокомпости (37,7 ц/га), у той час як у варіанті без добрив – тільки
15,1 ц/га. Головний фактор цього – значне зростання питомої частки в
травостої бобових трав. Серед біогенних добрив друге місце у збільшенні
кормопротеїнової продуктивності займає гній – 33,5 ц кормопротеїнових
одиниць з гектара, а третє – деревний попіл – 27,8 ц.

Наші дослідження показали, що застосовуючи природоощадливі способи
використання лучних біогеоценозів можна реанімувати деградовані
агробіогеоценози; відновити ґрунтозахисний шар еродованих площ через
активізацію життєдіяльності його біоти за допомогою внесення біогенних
добрив і залуження багаторічними бобовими травами. Досягненню цієї мети
повинно бути підпорядковане виробництво біогенних добрив (біокомпостів)
на базі ефективного використання всіх джерел органічної сировини;
впровадження нових організаційних форм виробництва (агропромислових
екофірм, біопідприємств, фермерських (полонинських) екогосподарств);
формування внутрішнього ринку екологічно безпечної продукції й освоєння
нового (зовнішнього) за допомогою конкурентоздатної продукції високої
споживчої якості.

Рис. 10. Зміна біорізноманіття видового складу зооценозу гірських лук
під впливом внесення вертольотами мінеральних добрив (с.Лазещина,
Закарпатська обл.). Умовні позначення: 1 — до внесення добрив (липень,
1984); 2 — після внесення (липень, 1987); 3 — після трирічного
припинення внесення мінеральних добрив (липень, 1990)

Економічна ефективність розроблюваної системи підвищення продуктивності
агробіогеоценозів базується на визначенні малозатратності її технологій
порівняно з техногенними, вартісної оцінки врожаю, величини доходу і
прибутку з одиниці площі агробіогеоценозу, якості отриманої продукції.
Кінцевий результат визначається конкурентоздатністю продукції,
можливістю формування надбавки до ціни за екологічну якість, тобто її
безпечність для здоров’я людини, і на цій основі підвищення
рентабельності виробництва.

Соціальна ефективність визначається споживчою якістю отриманої
продовольчої продукції, безпекою її для здоров’я населення, духмяністю,
біологічною повноцінністю, смаковими якостями, а також роботою в
безпечних для здоров’я людей агробіогеоценозах, красою агроландшафтів,
станом фітосанітарного озеленення прифермських територій і сівозмін,
продовженням трудової активності осіб літнього віку, що працюють у таких
агробіогеоценозах, зменшенням захворюваності серед працюючих і
населення, що проживає на цих територіях – дуже важливий показник
соціального комфорту.

ВИСНОВКИ

На підставі опрацювання монографічної літератури, аналізу думок і
поглядів вчених з приводу порушених в дисертаційній роботі проблем,
20-річних стаціонарних досліджень, власних переконань ми прийшли до
таких висновків.

Уперше доведена необхідність, можливість і шляхи відновлення механізмів
саморегуляції екологічної рівноваги, добитися підвищення продуктивності
та протиерозійної стійкості лучних агробіогеоценозів, що розміщені в
унікальній мозаїці ландшафтів Карпатського рекреаційного регіону України
та здійснення переходу на природоощадливі системи їх використання. В
сучасних умовах під впливом антропогенних і природних чинників лучні
агробіоценози не забезпечують потенційної продуктивності, а більша
частина з них опинилася в стані появи типового екологічного бумерангу
ерозійних процесів, деградації, токсикації та збіднення видового
різноманіття.

Встановлено механізми підвищення біотичної активності ґрунтів шляхом
насичення їх дощовими черв’яками, бактеріями, грибами для активізації
біодеструкції органічних решток і біотичної акумуляції у ґрунтах стійких
гуміфікованих сполук, що не піддаються швидкому вимиванню і здатні
утримувати легко засвоювані рослинами компоненти кореневого живлення у
ризосферному горизонті, а відповідно, сприяти нарощуванню динаміки
продукційного процесу лучних біогеоценозів за рахунок більш ефективного
використання екологічних ресурсів гірської агроекосистеми – енергії
Сонця, СО2, азоту атмосфери, накопичених ресурсів гумусу.

Лучні біогеоценози як складові компоненти агроекосистеми Карпат з
вираженою дрібноконтурністю угідь знаходяться в тісному контакті з
природними лісовими й водними екосистемами та наявними в них грибними і
ягідними угіддями та іншими ресурсами. Застосування нетрадиційних добрив
(мінеральних) призводить до їх забруднення, яке через міжекосистемні
зв’язки поширюється в природні екосистеми. Уникнути цього можна за
рахунок застосування біогенних добрив, що насичені біофільними
елементами. Біогенні добрива (біокомпости), що насичені дощовими
черв’яками, бактеріями, грибами як трофічне середовище для педобіонтів
мають цілий ряд переваг над мінеральними, здатні активізувати
біодеструкцію органічних решток і цим самим забезпечити біомеліорування
ґрунтів, покращити повітряний, гідрологічний, мікробіологічний і
поживний режим в них, створити сприятливі умови для проростання наявного
в стані анабіозу насіння лучних трав і на цій основі зрушити в
позитивний бік сукцесії в лучних фітоценозах, збільшити видове
біорізноманіття та відновити екологічну рівновагу в них, уникнути
залучення в біологічний колообіг канцерогенів.

Біомеліоративне поліпшення лучних угідь за допомогою біокомпостів в дозі
15-20 т/га забезпечує більш ефективне використання енергії сонця, СО2,
азоту атмосфери, накопичених ресурсів гумусу, що сприяє інтенсифікації
продукційного процесу, вищій біологічній продуктивності лучних
агробіогеоценозів. Зростає домінування популяцій рослин з
протиерозійними і кормовими якостями, їхня висота, покриття площі. На
місці низькопродуктивних біловусникових угруповань у перший рік після
застосування біогенних добрив формуються різнотравно-злаково-бобові, а в
другий і третій – бобово-злаково-різнотравні фітоценози. Врожайність
травостоїв зростає з 43,6 до 95,8 ц/га, або більш ніж у 2 рази –
219,7 %.

Травостої гірських лук, що сформовані в умовах застосування біогенних
добрив, характеризуються розмаїтістю видового складу. Частка малоцінних
злакових рослин зменшується з 77,8 % до 21,2 %, домінують найбільш цінні
в кормовому відношенні рослини – тонконіг лучний, мітлиця тонка,
грястиця збірна, тимофіївка лучна. Частка бобових трав зростає до
34,2 %, серед яких переважають конюшина лучна, к. повзуча, к. гірська,
лядвенець український. Частка різнотравних рослин збільшується до
43,9 %, у їхньому складі наявні високоароматні представники
складноцвітих, дзвоникових, зонтичних, губоцвітих, звіробійних і ін. Усе
це підвищує духмяність лучних трав, особливо сіна, його поїдаємість,
кормову цінність.

Внесення біогенних добрив – компосту, насиченого деревним попелом (1/3)
15 т/га призводить до збільшення врожайності (полонинських) трав з 27,8
до 57,7 ц/га в перший рік і 60 ц/га в другий рік дії добрив. При цьому
позитивна дія біогенних добрив триває 3-4 роки, у той час як мінеральних
– тільки 2 роки. Частина сильно деградованих полонинських угідь,
особливо в зонах, що примикають до верхньої межі лісу, можуть бути
успішно відновлена за допомогою чагарникових насаджень верби козячої,
вільхи зеленої, горобини звичайної з одночасним внесенням невеликих доз
біогенних добрив (компостів, насичених деревним попелом 7-8 т/га). Це
забезпечувало подвоєння величини урожаю (55,6 ц/га).

Специфіка гірського рельєфу Карпат, схильність до розвитку ерозійних
процесів, вимивання поживних речовин із ґрунтового шару, порушення
балансу гумусу вимагає поступового залуження частини просапних
агробіогеоценозів з метою їх біотичної реанімації і посилення ерозійної
стійкості. Залежно від рівня еродованості площ, глибини, структури і
біоенергетичного потенціалу ґрунтового профілю, залуження потрібно
проводити посівами бобово-злакових трав та насінням рослин з цінними
протиерозійними властивостями з місцевої флори.

Підвищення продуктивності лучних агробіогеоценозів завдяки застосуванню
природоощадливих технологій їх використання дозволяє одержати
інтегральну сукупність екологічних, економічних і соціальних ефектів,
тобто отримати суму позитивної ефективності завдяки відновленню
механізмів саморегуляції ценозів, припинення проникнення в них шкідливих
речовин, знизити інтенсивність ерозійних процесів, збільшенню видового
різноманіття. На цій основі отримується біологічна повноцінна, ароматна
та екологічно безпечна сільськогосподарська продукція.

Відновлення природних механізмів саморегуляції екологічного балансу
дозволяє зберегти, відновити і примножити видове різноманіття
педобіонтів, фітоценозів та зооценозів у лучних агробіогеоценозах і цим
самим підсилити їх стійкість як до природних стихій, так і до
антропогенних навантажень. Основним засобом досягнення саморегуояції є
використання біогенних добрив, насичених біофільними елементами.

Ефективно використовувати екологічно реанімовані агробіогеоценози можна
за допомогою впровадження комплексу інновацій. Насамперед, це стосується
інновацій в організацію виробництва нових або істотно поліпшених за
якістю видів конкурентоздатної продукції як на внутрішньому, так і на
зовнішньому ринку. З цією метою такі організаційні форми виробництва, як
агропромислові екофірми, біопідприємства, фермерські екогосподарства
здатні забезпечити дифузію інноваційних процесів у виробництво біогенних
добрив, технологію відтворення родючості гірських ґрунтів, їх
біомеліоративне поліпшення, організацію, управління процесами
виробництва екологічно безпечної продукції, формування для неї тарного
господарства, упаковки і всієї системи маркетингу серед суміжних
товаровиробників.

Враховуючи прикладну значимість цих положень для Карпатського регіону
нами підготовлені пропозиції для місцевих органів самоврядування,
сільгосппідприємств і господарств.

СПИСОК наукових праць за ТЕМою Дисертації

Монографії

Екологічно ефективні системи підвищення продуктивності лучних
біогеоценозів Карпат. – К.: Наукова думка, 2003. – 295 с.

Екологічні системи аграрного виробництва в Карпатах. – Ужгород:
Закарпаття, 1996. – 276 с.

Медоноси Карпат / Комендар В.І., Манівчук Ю.В. – Ужгород: Карпати. 1975.
– 175 с.

Статті у наукових фахових журналах

Манівчук Ю.В. Екоефективні системи підвищення продуктивності лучних
агробіогеоценозів Карпат // Науковий вісник Ужгородського університету.
Сер. біологія – Ужгород, 2000. – № 8 – С. 145-149.

Манівчук Ю.В. Агроекосистема як антропогенізоване утворення в довкіллі
Карпат, проблеми її охорони та підвищення продуктивності // Науковий
вісник Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2001. – № 9
– с.48-50.

Манівчук Ю.В. Екологічна інтерпретація ролі і місця біофільних елементів
у трофічних ланцюгах лучних біогеоценозів // Науковий вісник
Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2001. – № 11. – С.
98-101.

Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні засоби активізації продукційного
процесу в лучних біогеоценозах Карпат // Науковий вісник Київського
університету. Сер. біологія. – Київ, 2001 – № 34. – С. 50-53.

Манівчук Ю.В. Екологічні погляди на системи охорони, відтворення й
використання біорізноманіття лучних біогеоценозів Карпат // Вісник
Харківського національного університету. – Харків, 2002. — № 563
Геологія-географія-екологія. – С. 278-283.

Манівчук Ю.В. Продукційний процес і сукцесійні зміни в лучних
фітоценозах Карпат під впливом дії екологічно ефективних біогенних
добрив // Екологія та ноосферологія. – 2002. – 11, № 1, 2. – С. 69-76.

Манівчук Ю.В. Роль біогенних добрив у відновленні екологічного балансу
лучних ґрунтів Карпат, їх родючості та гідроакумулюючої функції //
Екологія та ноосферологія. – 2002. – 12, № 3, 4. – С. 71-78.

Манівчук Ю.В. Екологічно ефективна система біомеліорації гірських
ґрунтів Карпат за допомогою біокомпостів // Науковий вісник
Ужгородського університету. Сер. біологія. – 2003. – № 13. – С. 92-95.

Манівчук Ю.В. Еколого-біологічний механізм профілактики деградації та
реанімації депресивних лучних біогеоценозів // Екологія та
ноосферологія. – 2005. – Т. 16. – № 1-2. – С. 38-43.

Манівчук Ю.В. Агросфера як компонент ноосфери та необхідність її
екологізації в Карпатах. // Екологія і ноосферологія. – 2006. – Т.16. –
№3-4. – С. 95-102.

Манівчук Ю.В. Біоекологічна індикація трофічності ґрунтів лучних
біогеоценозів в системі їх біомеліорації // Науковий вісник
Ужгородського університету. Сер. біологія. – Ужгород, 2005. — № 16. – С.
53-55.

Манівчук Ю.В. Екологічна стійкість лучних біогеоценозів Карпат та шляхи
її посилення в умовах зростаючого антропогенного навантаження //
Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. біологія, 2006. – № 18.
– С. 153-156.

Манівчук Ю.В. Трофічні ланцюги в лучних біогеоценозах і роль біогенних
добрив у їх формуванні // Науковий вісник Ужгородського університету.
Сер. біологія. – Ужгород, 2006. – № 19. – С.214-217.

Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні засоби підвищення продуктивності
медоносних рослин лучних фітоценозів // Науковий вісник Чернівецького
університету. Сер. біологія. – 2006. – Вип. 298. – С. 89-100.

Манівчук Ю.В. Вплив біогенних добрив на збереження і розширення
біорізноманіття лучних біогеоценозів та їх екологічну стійкість в .
Українських Карпатах // Аграрна наука і освіта. – 2006. – Т.7. – № 3-4.
– С. 17-23.

Манівчук Ю.В. Зміна ролі Carlina acaulis L. у сукцесійних процесах
лучних біогеоценозів під впливом біогенних добрив // Науковий вісник
Ужгородського університету. Сер. Біологія. – 2007. – Вип. 20. – С.
40-44.

Манівчук Ю.В. Екологічні погляди на систему охорони та перспективи
господарського використання лучних біогеоценозів Українських Карпат //
Агроекологічний журнал. – 2007. — № 2. – С. 46-52.

Манівчук Ю.В. Екологічні інновації в систему охорони і господарського
використання агробіогеоценозів Карпат // Агроекологічний журнал. – 2007.
— № 3. – С. 71-77.

Статті в наукових збірниках

Манівчук Ю.В. Протиерозійна та лісовідновна роль хаменерію вузьколисного
// Про охорону природи Карпат. – Ужгород: Карпати, 1973. – С. 60-67.

Манивчук Ю.В. Усиление биологических факторов повышения продуктивностb
кормовых угодий и их эффективность Проблемы повышения эффективности
производства и управления качеством продукции. – Киев-Ужгород, 1989. –
С. 201-206.

Манівчук Ю.В. Еколого-біологічні основи виробництва і використання
біогенних добрив // Проблеми економічного та соціального розвитку
регіону і практика наукового експерименту. – Київ-Ужгород. 1994. – С.
113-188.

Манівчук Ю.В. Екологічні принципи відтворення ресурсу родючості гірських
грунтів і ведення аграрного виробництва в Карпатах // Проблеми
економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового
експерименту. – Київ-Ужгород, 1994. – С. 78-84.

Манівчук Ю.В. Обґрунтування соціально-економічних потреб переходу
аграрного виробництва на екологічні системи ведення // Проблеми
економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового
експерименту: науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород, 1995. – Вип.
11. – С. 120-122.

Манівчук Ю.В. Організаційно-економічні аспекти виробництва екологічно
чистої продукції сільського господарства в Карпатах // Проблеми
економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового
експерименту: науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород, 1995. –
Вип. 11. – С. 123-126.

Манівчук Ю.В. Соціально-економічна ефективність виробництва екологічно
чистої продукції сільського господарства в Карпатах // Науковий вісник
Ужгородського ун-ту. – Сер. економіка. – 2002. – Вип. 12. – С. 10-17.

Періодичні науково-виробничі видання та довідники

Манівчук Ю.В. Концептуальні підходи до подолання екологічної кризи в
аграрному виробництві Карпат // Хімічна промисловість України. – 1996. —
№ 1. – С. 32-33.

Манівчук Ю.В., Попович П.П., Гуменюк Г.Д. та ін. Сировинні ресурси
комбікормового виробництва: Довідник. – Ужгород: “Карпати”, 1982. – 176
с.

Роль органів місцевого самоврядування в екологічному оздоровленні
навколишнього середовища / Довідник для депутатів та голів Рад. –
Ужгород, 1996. – С. 153-162.

Тези і матеріали конференцій

Манивчук Ю.В., Попик И.Н., Горват И.М. Некоторые аспекты
эколого-экономической эффективности осушительно-оросительных мелиораций
в Закарпатской области // Эеологические и экономические аспекты
мелиорации. Тезисы докладов VIII Всесоюзной конференции по мелиоратиыной
географии (4-6 октября 1988) – Таллин, 1988. – Т. ІІ. – С. 117-119.

Манівчук Ю., Мателешко О. Екологічні принципи відтворення і охорони
фітоценозів кормових угідь // Матеріали міжнародного регіонального
семінару “Охорона довкілля: сучасні дослідження в екології і
мікробіології”. – Ужгород, 1997 – Час. 1. – С. 478-481.

Манівчук Ю.В. Проблеми охорони агроекосистеми на сучасному етапі //
Мат. міжнар. регіон. семінару “Охорона довкілля: сучасні дослідження в
екології і мікробіології”. – Ужгород, 1997 – Ч. 2. – С. 405-407.

Манівчук Ю.В. Екологічне оздоровлення рекреаційної території регіону //
Матеріали науково-практичної конференції “Розвиток
рекреаційно-туристичного комплексу Закарпаття: шляхи і перспективи”. –
Ужгород, 1997. – С. 179-183.

Манівчук Ю.В. Об’єктивна необхідність і перспективи виробництва
екологічно чистої продукції АПК в Закарпатті // Матер. наук.-практ.
конф. “Економіка Закарпаття сьогодні і завтра: шляхи виходу з кризи”. –
Ужгород, 1997. – С. 162-165.

Манівчук Ю.В. Екологічно чиста сировина – стратегічна основа розвитку
харчової промисловості та конкурентності її продукції // Мат. регіон.
наук.-практ. конф. “Сучасний стан, напрями відновлення та перспективи
розвитку харчової і переробної промисловості”. – Ужгород: Патент, 1998.
– С. 78-83.

Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні системи відтворення біорізноманіття
фітоценозів кормових угідь у Карпатах // Матер. міжнар. наук.-практ.
конф., присвяченої 30-річчю Карпатського біосферного заповідника
“Карпатський регіон і проблеми сталого розвитку”. 13-15 жовтня 1998 р.
Україна, Рахів. – 1998. – Т. 2. – С. 100-103.

Манівчук Ю.В. Екологічно-ефективне оновлення аграрного сектора – основа
стійкого розвитку рекреаційного регіону / Матеріали регіональної
наук.-практ. конф. “Стратегія сталого розвитку Закарпаття:
еколого-економічні та соціальні моделі”. 30 листопада 2001 р. – С.
309-314.

Манівчук Ю.В. Екологічно ефективні системи збереження і відтворення
біорізноманіття лучних біогеоценозів Карпат // Матер. міжнар. конф.
“Гори і люди” (в контексті сталого розвитку). 14-18 жовтня 2002 р.
Україна, Рахів. – 2002. – Т. 2. – С. 375-379.

Манівчук Ю.В. Організаційні форми, система та соціально-економічна
ефективність виробництва екологічно чистої сільгосппродукції в Карпатах
/ Третя Міжнародна наук.-практ. конф. “Економічні проблеми виробництва
та споживання екологічно чистої агропромислової продукції (ЕП-2003). –
Суми: “Козацький вал”, 2003. – С. 74-76.

Манівчук Ю.В., Мателешко О.Г. Екологічні та соціально-економічні
наслідки застосування техногенно-інтенсивних систем ведення аграрного
виробництва в Карпатах та шляхи їх полдолання / Матеріали Міжнар.
наук.-практ. конф. “Екологічні та соціально-економічні аспекти
збереження етнокультури та історичної спадщини Карпат”, 1-5 вересня 2005
р. – Рахів, 2005. – С. 216-221.

Спільні наукові видання України та інших країн

Манівчук Ю.В., Матенлешко О.Г. Біомеліоративні прийоми управління
родючістю грунтів Карпат та їх екологічна ефективність // Проблеми
економічного та соціального розвитку регіону і практика наукового
експерименту. Науково-технічний збірник. – Київ-Ужгород-Ніредьгаза,
2004. – Вип. 20. – С. 51-58.

Манівчук Ю.В. Екологічні проблеми аграрного виробництва в Карпатах //
Наукові доповіді учасників українсько-польського семінару в м.Ужгороді
“Проблеми співробітництва прикордонних територій України в Пользщі”. –
Варшава-Київ, 1995. – С. 231-239.

АНОТАЦІЯ

Манівчук Г.В. Механізми відновлення саморегуляції, підвищення
продуктивності, охорони та раціонального використання лучних
агробіогеоценозів Українських Карпат. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за
спеціальністю 03.00.16 – екологія. Інститут агроекології Української
академії аграрних наук. Київ, 2007.

Дисертаційне дослідження присвячене розробці теоретико-методологічних та
прикладних засад відновлення механізмів саморегуляції біотичних та
абіотичних зв’язків в лучних агробіогеоценозах, які втрачено під впливом
цілої сукупності антропогенних та природних чинників, з метою підвищення
їх продуктивності та охорони видового різноманіття як основи стійкості
до водної ерозії і трофічних зв’язків всієї гірської екосистеми.

Обґрунтована система біомеліоративних заходів, спрямованих на підвищення
біотичної активності ґрунтів, реанімації деградованих гірсько-лучних і
високогірно-полонинських угідь. Сформована концепція виробництва і
використання біогенних добрив на базі місцевих ресурсів органіки та
популяцій педобіонтів-редуцентів для їх переробки в біокомпости. Як вид
біогенних добрив біокомпости насичені не тільки біофільними елементами,
але і популяціями живої ґрунтової біоти, здатної до активної
біодеструкції відмерлих решток у ґрунті, а відповідно, поліпшення
трофічних умов у ньому. На цій основі одержала подальший розвиток теорія
замкнутого колообігу біофільних елементів в агроекосистемі та можливість
переходу на природоощадливі системи ведення лучнопасовищного
господарства і виробництва безпечної для здоров’я людини та
конкурентоздатної продовольчої продукції.

Ключові слова: лучний агробіогеоценоз, саморегуляція, біогенні добрива,
біокомпост, біомеліорація, біорізноманіття, фітоценоз, сукцесії,
безпечна для здоров’я людини продукція.

АННОТАЦиЯ

Манивчук Г.В. Механизмы восстановления саморегуляции, повышения
продуктивности, охраны и рационального использования луговых
агробиогеоценозов Украинских Карпат. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по
специальности 03.00.16 – экология. Институт агроэкологии Украинской
академии аграрных наук. Киев, 2007.

Диссертационное исследование посвящено разработке
теоретико-методологических и прикладных основ восстановления механизмов
саморегуляции биотических и абиотических связей в луговых
агробиогеоценозах, утраченных под влиянием целой совокупности
антропогенных и природных факторов, с целью повышения их продуктивности
и охраны видового разнообразия как основы устойчивости к водной эрозии и
поддержания трофических связей во всей горной экосистеме.

Обоснована система биомелиоративных мероприятий, нацеленных на повышение
биотической активности почво-грунтов, реанимации деградированных
горно-луговых и высокогорно-полонинських угодий. Сформирована концепция
производства и использования биогенных удобрений на основе местных
ресурсов органики и популяций педобионтов-редуцентов для их
биопереработки в биокомпосты, насыщенные не только биофильными
элементами, но и популяциями живой почвенной биоты, способной к активной
биодеструкции отмерших остатков в почве, а соответственно, улучшения
трофических условий в ней.

На этой основе получила дальнейшее развитие теория замкнутого
круговорота биофильных элементов в агроэкосистеме и возможность перехода
на природоохранные системы ведения лугопастбищного хозяйства и
производства безопасной для здоровья человека, конкурентоспособной
продовольственной продукции.

Наши исследования показали, что биогенные удобрения существенно изменяют
трофические условия в почвах, создают условия для прорастания семян
луговых трав, находящихся в состоянии анабиоза. Вследствие этого
появляется комплекс сукцесий в луговых биогеоценозах. Так, поверхностное
внесение биокомпостов на белоусниковые луга в дозе 15 т/га создает
условия для растений с высокой экологической валентностью (Poa pratensis
L.) эффективно усваивать питательный потенциал почв, усиливать
эдификаторное положение в луговом фитоценозе.

Nardus stricta L. не выдерживает затенения и уступает на некоторое время
место таким видам как Agrostis tenuis Sibth., Festuca pratensis L.,
Phleum pratense L., Dactyllis glomerata L. и др. Но как только ресурс
трофический исчерпан , он, как типичный олиготроф, снова занимает
эдификаторное положение.

Это значит, что внося регулярно (один раз в три года) половинную дозу
удобрений (8 т/га) можно удерживать высокую продуктивность лугового
фитоценоза. При этом применяя биогенные удобрения (биокомпосты) можно
получить интегральную совокупность экологических, экономических и
социальных эффектов. Экологический проявляется в восстановлении
саморегуляции накопления и биодеструкции органической массы почвы,
поддержания почвенного плодородия. Экономический эффект состоит в
малозатратности местных удобрений и более продолжительных сроках
последствий (3-4 года), в то время как минеральные имеют 1-2 года.

Социальный эффект проявляется в получении безопасной для здоровья
человека продукции с естественной ароматичностью и вкусовыми качествами,
в улучшении условий труда в агробиогеоценозах без применения
агрохимикатов.

Ключевые слова: луговой агробиогеоценоз, саморегуляция, биогенные
удобрения, биокомпосты, биомелиорация, фитоценоз, сукцессии, безопасная
для здоровья человека продукция.

Annotation

Manivchuk H.V. Mechanisms of self-regulation, increase of productivity,
protection and rational use of meadow agrobiogeocenosis in Ukrainian
Carpathians. Manuscript.

Thesis for a scientific degree of doctor of biological sciences on
specialty 03.00.16 — ecology. Institute of agro-ecology of the Ukrainian
academy of agrarian sciences. Kyiv, 2007.

The dissertational research is devoted to the development of
theoretically-methodological principles and applied mechanisms of
renewal the self-regulation o bioecological meadow agrobiogeocenosis
connections, which have been lost under the impact of numerous
anthropogenic and natural factors, with the objective to increase their
productivity and protection of the specific diversity as a basis of
resistance to water erosion and trophic connections of the whole
mountainous ecosystem.

The system of biomelioration measures directed on the increase of
biological activity of soils, reanimation of the degraded
mountainous-meadow and mountain alpine valley lands are grounded on in
the research. Conception of production and use of biogenic fertilizers
on the basis of local organic resources of pedobiont-redutsents, which
are available for the bio-processing into biocomposts, has been worked
out. As a type of biogenic fertilizers biocomposts arejsaturated not
only by biophyl elements but also by populations of living ground biotiy
capable to active bio-destruction of dying-off tailings in soil, and,
accordingly, improvement of trophic terms in it.

On this basis the theory of the reserved rotation of biophyl elements in
agroecosystem got subsequent development, possibility of passing to the
nature-preserving systems of conducting the meadow-pasture economy and
production of safe for human health and competitive food products.

Keywords: meadow agrobiogeocenosis, self-regulation, biogenic
fertilizers, biocompost, biomelioration, biodiversity, phytocenosis,
safe for human health production.

PAGE 2

PAGE 19

PAGE 22

PAGE 36

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

кандидат сільськогосподарських наук

Я.В.Чабанюк

V VI VII VIII
IX

1

2

3

4

2

3

1

4

22

21

25

2

1 3

2

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *