Вперше для умов південно-західної частини Краснознам'янської зрошувальної системи розроблено динамічну схему регулювання водно-сольового режиму для всієї активної зони волого - солеобміну за допомогою зрошення та вертикального дренажу. Вдосконалено режим зрошення пшениці озимої з урахуванням слабо- та середньомінералізованих близькозалягаючих підгрунтових вод і додатковою проточністю, яку створює вертикальний дренаж. Вперше проведено оцінювання зміни водно-сольового режиму тривало зрошуваних темно-каштанових фунтів за різних умов функціонування системи зрошення - вертикальний дренаж. Обгрунтовано оптимальний меліоративний режим з урахуванням особливостей зміни фунтово-гідрогеологічного процесу в зоні досліджень.

Досліджено вплив антропогенної діяльності на вміст загального гумусу, його колоїдних форм та рухомих органічних речовин. Визначено зміни загального та лужногідролізованого азоту в чорноземах і темно-каштанових грунтах за різного їх господарського використання. Уперше вивчено азотний потенціал колоїдних форм гумусу. Установлено, що вміст зазначеного азоту в колоїдних формах гумусу змінюється залежно від зональних особливостей кожного підтипу грунту. Уперше показано, що в темно-каштанових грунтах уміст загального азоту переважає в пасивній формі колоїдного гумусу, у чорноземах звичайних колоїдні форми гумусу мають приблизно однаковий уміст загального азоту, а у чорноземах типових вищий уміст загального азоту в активній формі колоїдного гумусу. Виявлено, що розорювання темно-каштанових грунтів та чорноземів звичайних призводить до зменшення частки загального азоту в активній формі колоїдного гумусу, тоді у чорноземах типових ріллі його частка в активній формі колоїдного гумусу зростає порівняно з грунтом абсолютної цілини. Проведено розрахунок зведеного показника якості грунтів і встановлено, що серед об'єктів досліджень найвищий показник якості мають чорноземи типові, а розорювання викликає зниження ефективної родючості як чорноземів, так і темно-каштанових грунтів. Розроблено рекомендації виробництву щодо охорони грунтів та їх раціонального використання, проведення агротехнічних заходів, які сприятимуть покращанню гумусового стану та азотного потенціалу грунтів.

Встановлено, що під впливом мінеральних добрив покращувався поживний режим грунту, підсилювалось наростання надземної маси рослин, площі листкової поверхні, зростала фотосинтетична діяльність рослин і продуктивність культури в цілому. Між наведеними показниками й урожаєм виявлено тісну кореляційну залежність. Досліджено вплив удобрення на вміст у рослинах і насінні елементів живлення, а також визначено їх винос урожаєм льону олійного. Визначено кількість у насінні олії, сирого протеїну, їх збір з одиниці площі, представлено жирнокислотний склад лляної олії й її якість залежно від фону живлення. Проведені дослідження дозволили сформувати висновок, що за вирощування льону олійного в Південному Степу України на темно-каштановому грунті найефективнішою виявилась розрахункова доза добрив на запланований рівень урожайності 2,0 т/га, яка враховує фактичний вміст елементів живлення в грунті. За цього забезпечується одержання сталого врожаю насіння, максимальна окупність одиниці діючої речовини мінеральних добрив його приростом та одержання найбільшого чистого прибутку за високого рівня рентабельності.

На підставі результатів досліджень орних темно-каштанових грунтів Сухого Степу встановлено, що їх якість та продуктивність залежать від характеру розподілу снігу та дрібнозему взимку й навесні та кількості вологи, яка нагромаджується в цей період. Виявлено, що ці процеси залежать від механізму й особливостей повітряного потоку. З'ясовано вплив мікрокліматичних показників: температури грунту та пригрунтового шару повітря, температурних градієнтів грунту на інтенсивність та напрям руху грунтової вологи та розчинених у ньому органічних і мінеральних сполук, посилення чи послаблення фізичного випаровування вологи.

У польовому дрібноділянковому досліді на темно-каштановому слабосолонцюватому грунті досліджено зміни сольового складу та вмісту гумусу у грунті під впливом хімічної меліорації, та двох способів меліоративного обробітку грунту - плантажної та фрезерної оранки. Виявлено, що меліоративний обробіток грунту обумовлює інтенсивні зміни у складі солей і вмісті гумусу в межах меліорованого шару. Прибавки врожаїв сільськогосподарських культур (СГК) на варіантах з меліоративним обробітком становили 50 - 55 %, залежно від способу, а на варіанті з хімічною меліорацією - 25 - 30 %, у порівнянні зі стандартною оранкою плугом на глибину 25 см. Різниця врожаїв СКГ за різних способів меліоративного обробітку грунту не була істотною.

Здійснено компаративний аналіз екосистемної значущості характеристик грунту, трансформованих в результаті зміни умов використання. На трьох моніторингових стаціонарних майданчиках у Чаплинському районі Херсонської області досліджено властивості темно-каштанового грунту (Haplic Kastanozem) на цілині (заповідник "Асканія-Нова") та за більше ста років використання у сільськогосподарському виробництві без зрошення і за 50-річного зрошення водою із Каховського магістрального каналу. Констатовано зміни сольового режиму грунту та складу обмінних катіонів. За зрошення відбулося підвищення загального вмісту водорозчинних солей до 0,14 - 0,21 % (токсичних солей - до 0,06 - 0,15 %), зміна складу солей, їх міграція та акумуляція у нижніх шарах грунту. Під дією зрошення прісною водою у темно-каштановому грунті відбувався процес розсолонцювання. Залучення цілинного грунту до сільськогосподарського використання призвело до зменшення загального вмісту гумусу та трансформації його групового складу - зниження вмісту гумінових кислот (ГК) і підвищення вмісту фульвокислот (ФК), а відношення Сгк/Сфк у шарі 0 - 10 см змінилося від 2,6 (у цілинному грунті) до 1,6 - у зрошуваному. Розорювання та сільськогосподарське використання темно-каштанового грунту призвело до зміни стану мікробного ценозу: зросла чисельність мікроорганізмів, що засвоюють мінеральний та органічний азот, актиноміцетів, оліготрофів та евтрофів. За зрошення ступінь трансформації мікробного ценозу посилюється. Показник біологічної деградації зрошуваного темно-каштанового грунту становив 4 %, що відповідає слабкому рівню деградації. Запропоновано набір із 10 показників якості досліджуваного грунту для розрахунку рівня надання ним екосистемних послуг (постачальної та підтримувальної). Представлено алгоритм і результати розрахунків. Грунт на всіх контрольованих майданчиках Маркеєвського стаціонару характеризується високим рівнем надання екосистемних послуг: 8,3 бала на цілині; 7,2 - на ріллі без зрошення і 7,5 - за зрошення.

Представлено аналіз результатів експериментальних досліджень у стаціонарному польовому досліді щодо встановлення особливостей формування запасів гумусу і поживного режиму в орному шарі темно-каштанового грунту (Haplic Kastanozem) під впливом різних систем удобрення й основного обробітку. Мета досліджень - встановити закономірності перетворення побічної продукції сільськогосподарських культур сівозміни в гумус і основні елементи мінерального живлення рослин за органічної і двох органо-мінеральних систем удобрення на фоні п'яти систем основного обробітку у 4-пільній просапній сівозміні на зрошуваних землях в зоні дії інгулецької зрошувальної системи. Дослідження проводили в стаціонарному досліді інституту зрошуваного землеробства НААН у Херсонській області України протягом 2016 - 2020 років. Для аналізування ефективності сукупного застосування систем удобрення і основного обробітку грунту використано такі показники: маса післяжнивних решток для кожної з культур сівозміни; запаси гумусу в орному шарі; баланс гумусу; маса азоту, фосфору і калію, що надійшла до грунту з рослинними залишками; еколого-економічний ефект (грн/га); приріст енергії (ГДж/га). В результаті експериментальних досліджень виявлено, що формування запасів гумусу в грунті відбувається залежно від маси післяжнивних решток культур сівозміни та способів і глибини їх загортання. Найбільш сприятливі умови для накопичення листо-стеблової маси сільськогосподарських культур сівозміни і формування додатного балансу гумусу з середнім річним приростом 2,02 т/га забезпечила органо-мінеральна система удобрення з використанням побічної продукції культур сівозміни та дози мінеральних добрив N120P60 на фоні диференційованого основного обробітку з одним щілюванням на глибину 38 - 40 см за ротацію.