Причины эрозии почв. Эрозия почв и защита склоновых земель от разрушения

Водную эрозию подразделяют на плоскостную и линейную.

Плоскостная эрозия представляет собой смыв верхних горизонтов почв на склонах при стекании талых и дождевых вод, образующих при движении сеть мелких струйчатых промоин и рытвин. Такая эрозия малозаметна, но имеет катастрофический характер из-за масштабности проявления.

Линейная эрозия - размыв почвы в глубину с образованием рытвин и глубоких промоин, перерастающих в овраги. Эту эрозию вызывают сконцентрированные на узких участках склона значительные водные потоки. Они приводят к полному уничтожению почв.

Ирригационная эрозия - разновидность водной эрозии. При ирригационной эрозии происходит смыв и размыв почв оросительной водой. В горных районах развиваются селевые потоки после бурного снеготаяния или интенсивных дождей, при которых с гор на предгорные равнины переносится грязекаменная масса (мелкозем, щебень, камни разных размеров с водой).

По темпам развития эрозионных процессов различают нормальную (геологическую) и ускоренную (антропогенную) эрозию.

Нормальная эрозия протекает под естественной растительностью под влиянием геологических и других природных причин, когда потери почв не превышают темпа почвообразования, то есть потери восстанавливаются при почвообразовательном процессе. Такая эрозия практически не вредна. Ее иначе называют допустимой нормой эрозии. Вопрос о темпах эрозии рассматривали А. М. Бурыкин, М. Е. Бельгибаев, М. И. Долгилевич и другие ученые, которые рассчитали годовые допустимые нормы (величины) в мм: для дерново-подзолистых почв - 0,87, для черноземов - 0,28, для каштановых - 0,36 и для сероземов - 0,27. При средней объемной массе 1,25 г/см допустимая норма эрозии для дерново-подзолистых почв составляет 10,9 т/га, для черноземов - 3,5, для каштановых почв -4,4, для сероземов - 3,4 т/га. В США допустимая норма эрозии варьирует от 2,25 до 11,5 т/га в зависимости от водопроницаемости и мощности почв.

Ускоренная эрозия связана с хозяйственной деятельностью человека. Она проявляется при уничтожении естественной растительности и распахивании почв при крутизне склонов > 2°.

Для плоскостной эрозии установлены следующие градации по интенсивности годового размыва почв: незначительная (среднегодовой смыв до 0,5 т/га), слабая (0,5... 1 т/га), средняя (1...5т/га), сильная (5... 10 т/га), очень сильная (более 10 т/га).

Для линейной эрозии установлены следующие градации по интенсивности размыва: слабая (среднегодовой прирост оврагов менее 0,5м), средняя (0,5...1,0м), сильная (1...2м), очень сильная (2...5 м), чрезвычайно сильная (более 5 м).

Ускоренная эрозия наблюдается в зонах распространения серых лесных почв, черноземов, каштановых почв, в земледельческих районах таежно-лесной зоны, а также в горных областях. Наиболее распространена эрозия на правобережье Днепра, Волги, Дона, Северного Донца, Десны, Днестра и их притоков, на Среднерусской, Волыно-Подольской, Донецкой, Приволжской, Клинско-Дмитровской и Ставропольской возвышенностях, на Общем Сырте, в Высоком Заволжье, в зонах Оби и Иртыша, на Дальнем Востоке, в предгорьях и горах Крыма, Карпат, Кавказа, Урала, Средней Азии.

Эрозия наносит огромный вред сельскому хозяйству. Так, при слабой смытости почв урожай снижается на 20 %, при средней - на 40 % и сильной -на 60...80 %. Установлено, что при смыве 20-сантиметрового слоя чернозема на каждом гектаре теряется 150...200 т гумуса, 10...15т азота, 5...6 т фосфора, 40...60 т калия, 50...60 т кальция. Утрата 1 см слоя почвы равноценна возврату истории ее развития на 1000 лет. Следовательно, от степени смытости зависит уровень плодородия, так как в результате смыва изменяются реакция среды, состав обменных катионов, химический состав почв, уменьшаются запасы гумуса и питательных веществ, снижаются активность ферментов, численность микроорганизмов и мезофауны. Потери гумуса и кальция ведут к разрушению структуры почв, снижению их водопроницаемости и влагоемкости. Таким образом, водная эрозия приводит к значительному понижению плодородия почв или к полному их разрушению (линейная эрозия).

При развитии эрозии происходит обмеление рек, резко снижается урожайность ценных сельскохозяйственных угодий, нарушается дорожная сеть.

Основные причины развития водной эрозии - это уничтожение естественной растительности, несоблюдение противоэрозионных мероприятий, низкая культура земледелия, неумеренный выпас скота, неправильная прокладка дорог и др. На интенсивность развития эрозии влияют и природные условия: климат, рельеф, растительность, геологическое строение территории, свойства почв.

Из климатических условий большую роль в возникновении эрозии играют количество, режим, интенсивность, продолжительность выпадающих осадков и их распределение по сезонам года, а также температурный режим. Чаще подвергаются эрозии сухие, глубокопромерзающие почвы в регионах с ливневыми дождями, особенно на территориях, лишенных растительности. Сильную эрозию вызывают талые воды, если пересыщены водой маломощные оттаявшие слои почв.

В развитии водной эрозии особое значение имеет рельеф (глубина местного базиса эрозии, то есть разность высот самой высокой и самой низкой точек водосбора, крутизна, длина, форма и экспозиция склонов). При большой глубине базиса эрозии возникает большая опасность ее проявления. В лесной зоне смыв почв происходит при крутизне склонов 1...1,5°, а в лесостепи - 2°. Чем круче склон, тем больше смыв почв.

Наиболее опасны в эрозионном отношении выпуклые склоны, так как нижняя, более, крутая, часть его смывается собравшейся вверху водой. На южных, юго-восточных и юго-западных склонах возрастает опасность проявления эрозии.

Влияние геологического строения территории на развитие эрозии связано с различной податливостью пород к размыву и смыву. Легко размываются лёссы и лёссовидные суглинки, хуже - покровные суглинки, значительно устойчивы к размыву моренные суглинки. Флювиогляциальные и древнеаллювиальные песчано-супесчаные отложения отличаются хорошей водопроницаемостью, а поэтому устойчивы к водной эрозии.

Почвенные условия (гранулометрический и минералогический составы, структура, мощность гумусового горизонта, влажность, плотность) в значительной степени влияют на развитие эрозионных процессов. Почвы легкие по гранулометрическому составу, хорошо оструктуренные, рыхлые, с мощным гумусовым горизонтом лучше противостоят водной эрозии. Почвы слабогумусированные, с разрушенной структурой обладают слабой противоэрозионной устойчивостью.

Растительность - эффективное средство защиты почв от эрозии, так как она принимает на себя ударную силу капель дождя. Корни растений скрепляют почвенные частицы, тем самым препятствуя смыву и размыву почв. Они также способствуют переводу поверхностного стока в почвы. Растения снижают скорость водного потока. Лесная подстилка и дернина препятствуют заиливанию пор. Растительность дает возможность накопить больше снега и таким образом ослабить промерзание почв, обеспечить лучшее впитывание воды в почву. Нарушение растительного покрова приводит к развитию эрозии. Наиболее интенсивно эрозия проявляется на склонах, лишенных растительности (чистый пар, где коэффициент эрозионной опасности - К = 1).

По степени смытости почвы подразделяют на слабосмытые, среднесмытые и сильносмытые. Ниже приведена диагностика почв для основных типов почв России.

Тип почвы

Диагностика

Дерново-подзолистые

У слабосмытых почв смыто менее половины горизонта

и светло-серые лесные

А 1 , пахотный слой осветлен, имеет буроватый оттенок.

Эти почвы залегают на пологих склонах (уклон до 3°).

У среднесмытых почв полностью смыт горизонт А 1

и большая часть подзолистого, распахана верхняя

часть иллювиального горизонта В 1 , пашня имеет бурую

окраску. Эти почвы залегают на склонах с уклоном 3...5° .

У сильносмытых почв частично смыт иллювиальный

горизонт В 1 распахана средняя или нижняя часть

горизонта В 2 , поверхность почвы бурая и глыбистая.

Почвы залегают на склонах с уклоном 5...8°

Серые и темно-серые

У слабосмытых почв гумусовый горизонт А 1 смыт

лесные почвы

менее чем на1/ 3 , распахан укороченный горизонт А 1

У среднесмытых почв горизонт А 1 смыт более чем на

1/3, в пашню вовлекается верхняя часть горизонта

В 1 , пашня имеет бурую окраску.

У сильносмытых почв горизонт А 1 полностью смыт,

распахан горизонт В, пахотный слой имеет бурую

Черноземы мощные

У всех подтипов мощность горизонтов А+АВ более

и среднемощные

У слабосмытых почв горизонт А смыт на 30 %, окраска

такая же, как у несмытых.

У среднесмытых почв горизонт А смыт более чем

У сильносмытых почв частично припахан переходный

горизонт, а иногда и горизонт В 1 пахотный

слой имеет буроватую окраску
Черноземы типичные, У всех подтипов мощность горизонтов А+АВ менее
обыкновенные и южные 50 см.
У слабосмытых черноземов смыто до 30 % первоначальной
мощности горизонтов А + АВ, в пашню
вовлекается самая верхняя часть горизонта АВ.
У среднесмытых черноземов смыто 30...50 % первоначальной
мощности горизонтов А + АВ, в пахотный
слой вовлекается значительная часть гумусового
слоя, припахана часть горизонта В, пахотный слой
имеет буроватую или бурую окраску
Каштановые почвы У слабосмытых почв смыто до 30 % первоначальной
мощности горизонтов А + В 1 в пашню вовлекается
верхняя часть горизонта В 1 .
У среднесмытых почв смыто 30...50 % гумусового
слоя (А + В 1), при вспашке в пахотный слой часто
вовлекается весь горизонт В 1 .
У сильносмытых почв смыта большая часть гумусового
слоя, под пахотным слоем находится горизонт В 2 или В к

Борьба с водной эрозией включает целый комплекс противо-эрозионных мероприятий: организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических с учетом зональных условий увлажнения, рельефа, степени проявления эрозии.

Организационно-хозяйственные мероприятия предусматривают прежде всего рациональное землеустройство территории, при котором разрабатывают планы противоэрозионных мер и их реализации.

Агротехнические мероприятия включают противоэрозионную обработку почв (обработка поперек склонов, бороздование, обвалование, лункование зяби и паров, вспашка с почвоуглублением, щелевание, кротование, устройство ливневых борозд, заравнивание промоин и рытвин), снегозадержание, регулирование снеготаяния, применение различных видов удобрений, использование полосного земледелия, регулирование выпаса скота. Особое внимание уделяют посевам почвозащитных культур, севооборотам, насыщенным многолетними травами, и буферным полосам, состоящим из однолетних и многолетних растений. Наибольшей почвозащитной эффективностью обладают посевы многолетних трав (коэффициент эрозионной опасности весьма низкий - 0,08...0,01).

Лесомелиоративные мероприятия в основном направлены на создание полезащитных, водорегулирующих лесных и кустарниковых полос, закладываемых поперек склонов, лесных насаждений (приовражных, прибалочных и на склонах балок и оврагов).

В задачу гидротехнических мероприятий входят задержание и регулирование поверхностного склонового стока с помощью различных гидротехнических сооружений: террас различного типа, валов, водоотводных каналов на склонах для перехвата и отвода стока талых и ливневых вод, вершинных водотоков, а также выпо-лаживание откосов оврагов, плотин в оврагах и балках и др.

В условиях орошаемого земледелия главное внимание уделяют предотвращению ирригационной эрозии. При этом важную роль играют приемы обработки почв и способы полива.

Под этим общим названием – эрозия (лат. еrosio – разъединение), рассмотрим неблагоприятные и опасные процессы воздействия водных потоков, волн и ветров на рельеф: плоскую и линейную (овражную) эрозию, дефляцию (ветровую) эрозию, переформирование русел рек. Сели, абразия берегов морей и водохранилищ, рассмотренные выше, также относятся к эрозии почв. На земной поверхности нет таких мест, где бы ни выпадали атмосферные осадки. Текущая вода производит работу повсеместно в пределах суши, а формы рельефа, ею созданные, универсальны. Выпахивающая деятельность текущей воды называется эрозией . Эрозия бывает нескольких типов и видов (табл. 2.48), каждый из которых характеризуется физическими процессами, происходящими, в основном, в почве.

Эрозия почв (плоская эрозия ) – процесс разрушения верхних, наиболее плодородных слоев почвы и подстилающих пород талыми и дождевыми водами (водная эрозия почв) или ветром (ветровая эрозия почв, дефляция, выдувание). В ряде мест от эрозии почв утрачивается больше плодородных земель, чем вновь осваивается. Естественная эрозия почв – очень медленный процесс. Например, снос поверхностными водами 20 см почвы под пологом леса происходит за 174 тыс. лет, под лугом за 29 тыс. лет. При правильных севооборотах поля теряют 20 см почвы за 100 лет, а при монокультуре кукурузы – всего за 15 лет. В последних двух случаях скорость разрушения почвенного покрова намного превышает скорость почвообразования.

Эрозия почв привела к полной или частичной, но хозяйственно значимой потере плодородия более половины всей пашни мира (1,6–2 млн км 2 , при современном использовании 1,2–1,6 млн км 2). Ежегодно из-за эрозии выбывает из сельскохозяйственного использования от 50 до 70 тыс. км 2 земель (более 3 % эксплуатируемой пашни в год). В разной степени эродировано 73 % земель России. Потери России от эрозии оцениваются в 10,7 млрд рублей в год.

Плоская эрозия (эрозия почв ) распространена повсеместно, где бывают сколь-нибудь интенсивные осадки. Скорость плоской эрозии измеряется толщиной слоя, сносимого в среднем за год, или массой материала, сносимого с единицы площади. Естественная скорость плоской эрозии на междуречьях равнин умеренного климатического пояса измеряется сотыми долями миллиметра в год; скорость эрозии до 0,5 мм/год отвечает скорости накопления гумуса в почве; более высокие величины означают срезание почвы.

Интенсивность эрозии есть функция от количества и интенсивности осадков, распределения и скорости снеготаяния, а также от механических свойств почвы, угла наклона микрорельефа поверхности склона. Значительная эрозия оголенных поверхностей почвы начинается при осадках более 10 мм/сут и 2 мм/мин на склонах с наклоном более 3°. Особенно усиливается эрозия (до 4 –10 мм/год) при осадках более 30 мм/сут, при ливнях с диаметром капель более 1,5 мм, на склонах круче 10–12°. По мере смыва относительно водопроницаемого и прочного гумусового горизонта почвы сток при дождях возрастает до шестикратного, скорость эрозии возрастает в 10 раз.


Антропогенная эрозия почв сопровождает земледелие в течение всей его истории, но особенно возросла в ХIХ–ХХ вв., с применением механической тяги и стандартной агротехники на огромных полях с различными местными значениями потенциальной эрозии. Темп эрозии оголенного грунта местами возрастает в сотни раз в сравнении с эрозией в лесах. За время сельскохозяйственного производства средняя величина эрозии поднялась приблизительно втрое. В бывшем СССР из 225 млн га пашни заметно эродированы 152 млн га, в том числе сильно эродированы 64 млн га. Ежегодно полностью эродируются почвы в среднем на 2 млн. га, смывается около 2 млрд т почвы. Эрозия сильна также на 175 млн га сенокосов и пастбищ, что ведет к опустыниванию 40–50 тыс. га земель в год.

Ветровая эрозия (выдувание ) почв легкого состава возможна при скорости ветра уже 4–6 м/с, если почва сухая (что достигается при относительной влажности воздуха около 50 % и менее) и не слишком защищена растительностью. Скорость дефляции пропорциональна третьей степени скорости ветра: при ветре более 6 м/с дефляция может достичь характера пыльной бури. Например, в Туркмении 40 % пыльных бурь происходит при скорости ветра 7–10 м/с, остальные – 15–20 м/с и более. Наиболее характерна дефляция для территорий с сухим климатом (годовая сумма осадков около 200 мм и менее): для Сахары, стран Ближнего Востока, Афганистана, Индии, Центральной Азии, Китая, Мексики и др.

В Средней Азии ежегодно отмечаются сотни пыльных бурь, обусловленных в основном циклонами, приходящими с юга («афганец»). В некоторых районах повторяемость бурь превышает 50 за год. Особо сильные бури отмечаются раз в 30–40 лет; слой дефляции при них – до 20–25 см. На юге Восточноевропейской равнины среднегодовое число дней с пыльными бурями 8–23, в отдельные годы (1960, 1969 и др.) – до 70. От 10 до 50 % пыльных бурь длятся более чем по 6 часов и при скорости ветра более 16 м/с относятся к категории сильных и разрушительных. Существенную дефляцию здесь могут производить и смерчи. Например, на Украине ширина полосы, где смерчем выдувается несколько сантиметров почвы, достигает 500–700 м, длина – 15 км, площадь – 1000 га; в ветровой тени рядом с такой полосой толщина наноса почвы – до 10 –15см.

Овражная (линейная) эрозия сменяет плоскую на склонах с наклоном более 15°. В природных условиях современное оврагообразование – редкое явление, поскольку подходящие для этого склоны давно эродированы. Оно возможно при стечении обстоятельств, например, при выпадении осадков вскоре после выгорания растительности. Почти все растущие ныне овраги и преобладающая доля их общего числа антропогенны. В России человеческой деятельностью порождено 3/4 оврагов. На пахотных землях в последние 10 лет площадь оврагов увеличилась с 5 до 6,6 млн га, что означает потери приблизительно 150 тыс. га в год.

В предгорьях Средней Азии на пастбищах скорость удлинения оврагов достигает 4–6 м/год, углубления – 1 м/год, что в 2–3 раза выше, чем в Нечерноземье. В степной зоне рекордные скорости удлинения оврагов – до 100 м/год, а на поливных землях – до 165 м/год.

На льдосодержащих многолетнемерзлых породах наблюдается термоэрозия – род овражной эрозии, провоцируемой антропогенным усилением стока (талый сток от снегозаносов, сброс бытовых вод и т. п.), а также механическим нарушением теплоизолирующего растительного покрова. В районе Воркуты термоэрозия на суглинках при наклоне поверхности 3–5° за один дождь может создать рытвины длиной до 10–15 м, шириной до 2,5 м, глубиной до 1,5 м. Они закладываются с интервалом 30–50 м, намного гуще, чем в Нечерноземье, и полностью развиваются лишь за 20–35 лет, в 5 раз быстрее, чем в Нечерноземье. На севере Западной Сибири термоэрозионный рост оврагов по следам гусеничных машин имеет скорость до 30 м/год.

Последствия эрозии отрицательно сказываются во многих странах. В Болгарии водной эрозии подвержено 72 % обрабатываемых площадей. Ежегодно с них теряется около 40 млн м 3 мелкозема, что равнозначно потере 60 млн т плодородной земли. В Венгрии различная степень эрозии угрожает 2,3 млн га земель или около 30 % сельскохозяйственных площадей. В Польше поверхностная эрозия наблюдается на 13 % территории страны. В Англии опасности выдувания ежегодно (с марта по июнь) подвержено от 4 до 6 тыс. га посевов сахарной свеклы, выращиваемых на торфяных и песчаных почвах. В отдельные годы до 50 % этих площадей пересеивают несколько раз. В Индии в результате развития процессов эрозии ежегодно с сельскохозяйственными культурами из почв выносится около 4,2 млн т азота, 2,1 фосфора, 7,3 калия, 4,3 млн т извести. Большой ущерб эрозия почв наносит странам Азии, Африки и Латинской Америки. В Мексике лишь 19% территории страны можно считать не подверженной эрозии, в то время как умеренная и ускоренная эрозия охватывает 24 – 26 %, 17 % территории превращены в бросовые земли, а на 15 %, где эрозия только начинается, требуется принятие срочных мер.

Эрозия почв - процесс разрушения почвенного профиля под действием воды (водная эрозия) и ветра (ветровая эрозия, или дефляция).

Геологическая (нормальная) эрозия протекает в естественных ус­ловиях в результате процессов выветривания и денудации. При этом почвенный профиль восстанавливается в ходе почвообразования.

Антропогенная эрозия связана с деятельностью человека. Ее называют также ускоренной – в связи с повышенной интенсивнос­тью, приводящей к частичному нарушению или полному уничто­жению почвенного профиля.

Водная эрозия подразделяется на поверхностную и линей­ную, или овражную.

Поверхностная эрозия - смыв верхнего горизонта почв под действием стекающих по склону дождевых и талых вод. Она соче­тает разрушающее действие дождевых капель и поверхностного стока дождевых и талых вод. Дождевые капли обладают более вы­сокой кинетической энергией, чем поверхностный сток дождевых и талых вод. Смыв почвы при плоскостной эрозии преимуще­ственно осуществляется небольшими струйчатыми потоками. Сле­ды эрозии на поле исчезают после обычной обработки. Поверхно­стная эрозия приводит к постепенному ухудшению свойств почв из-за смыва верхних, наиболее плодородных горизонтов.

Линейная, или овражная эрозия - размыв почвы в глубину и ширину более мощными струйными потоками, приводящими к образованию струйчатых размывов. Линейная эрозия приводит к полному уничтожению почвенного профиля.

По отношению к материнской форме рельефа, например, к балке, размывы бывают: донными, идущими по дну (тальвегу) бал­ки; вершинными, выходящими на водораздел по продолжению тальвега; склоновыми (размыв склонов балки под углом к тальвегу).

В зависимости от стадии развития среди склоновых и вер­шинных размывов выделяют водороины, промоины и овраги.

Водороины - размывы глубиной 0,2-0,6 м. Обычно они фор­мируются по бороздам при обработках почв вдоль склона. Водороины можно выравнивать вспашкой.

Промоины - размывы глубиной 0,5-0,3 м, шириной 0,5-8 м. Они захватывают не только почву, но и почвообразующую породу и непроходимы для обычной техники. Для засыпки промоины необходимо привозить грунт.

Овраг - размыв, выработавший свой собственный (вогнутый или ступенчатый) продольный профиль, не совпадающий с профилем склона. Глубина оврагов на Русской равнине может достигать 30 м, а ширина - 50 м. Преобладающая часть оврагов относится к коротким - до 0,5 км, меньше средних - 0,5-2 км и еще меньше длинных оврагов - 2-5 км.

Среди донных размывов различают вымоины (начальная стадия размыва), донные промоины и

донные овраги.

В процессе развития оврагов выделяют три стадии: врезания, выработки продольного профиля равновесия и затухания.

Ирригационная эрозия - смыв почвы на склонах при оро­шении. Ее интенсивность зависит от способа орошения. Бороздковый полив применяют при орошении кукурузы, томатов, са­харной свеклы, хлопчатника. Ширина междурядий на посевах этих культур составляет 0,6-0,9 м, а ширина водного потока в поливной борозде - до 0,2 м. Потери почвы за один полив мо­гут достигать 100 т/га (М.С. Кузнецов, Г.П. Глазунов, 1996) из-за повышенной скорости водного потока. Полив по полосам применяют при орошении трав и зерновых культур. Ширина полос водного потока измеряется единицами метров, поэтому скорость течения воды значительно меньше, чем в бороздах, и эрозия проявляется слабее. При поливе по чекам (орошение риса) ирригационная эрозия еще слабее или практически не выражена из-за отсутствия уклонов чеков. Дождевание исполь­зуют при поливе всех сельскохозяйственных культур. Поверхно­стный сток и эрозия почв при дождевании возникают в том случае, когда его интенсивность превышает интенсивность впи­тывания воды почвой.

Интенсивность ускоренной водной эрозии оценивается по количеству смываемого мелкозема и приросту оврагов. Градации интенсивности эрозии по М.Н. Заславскому:

Для поверхностной эрозии

Смыв почвы Среднегодовой смыв, т/га в год
Незначительный смыв 0,5

Слабый 0,5-1,0

Средний 1,0-5

Сильный 5-10

Очень сильный более 10

Для линейной эрозии

Интенсивность Среднегодовой прирост оврагов, м

Слабая Менее 0,5

Средняя 0,5-1,0

Сильная 1,0-2,0

Очень сильная 2-5

Чрезвычайно сильная более 5

Водная эрозия имеет широкое распространение. Она проявля­ется практически во всех областях, где имеются уклоны более 1,5°, за исключением полупустынной и пустынной зон с небольшим ко­личеством осадков и малоснежными зимами. Почвы, подверженные поверхностной эрозии, называются смытыми, или эродированными. Они подразделяются по степени эродированности в зависимости от мощности смытого слоя на слабо-, средне- и сильноэродированные, или смытые. В нижних частях склонов выделяют намытые почвы.

Плодородие почв снижается по мере увеличения степени смыва. Подсчитано, что на слабосмытых почвах недобор урожая в среднем составляет 10-20%, на среднесмытых - 40-60, а на сильносмытых - 80% и более. Это связано с потерей гумуса и элемен­тов питания, снижением биологической активности, ухудшением структуры и других свойств почв.

Почва, смываемая с полей, откладывается в прудах, озерах, водохранилищах, попадает в каналы и реки. Заиливание водоемов и повышение мутности воды в реках резко ухудшает экологичес­кую ситуацию, работу систем водоснабжения и водного транс­порта. При стоке воды и смыве почвы с пашни отчуждаются от 10 до 30% вносимых удобрений и пестицидов, которые еще в боль­шей степени ухудшают экологическое состояние и качество воды в реках и водоемах. При смыве и дефляции почв происходит пере­распределение радионуклидов тяжелых металлов, и образуются новые загрязненные очаги их распространения.

Овражная эрозия приводит к нарушению дорожной сети, изменяет размеры полей, сокращает площади сельскохозяйствен­ных угодий. Только в черноземной зоне России ежегодно овраги "съедают" до 70-80 га земли (Кузнецов М.С., 1996).

Эрозия почвы это ее естественный процесс разрушения, который влияет на все формы рельефа. В сельском хозяйстве, эрозии почвы способствуют естественные физические силы — вода и ветер, или сельскохозяйственная деятельность, такая как обработка почвы. Эрозия почвы, независимо от причины возникновения будь-то от воды, ветра или обработки, включает в себя три отдельных действия — отделение почвы, движение и смещение. Верхний плодородный слой почвы, который характеризуется высоким содержанием органических веществ, перемещается в другое место, где накапливается с течением времени или перемещается «за пределы участка». Эрозия почвы уменьшает площадь пахотных земель, их производительность и способствует загрязнению прилегающих водотоков, болот и озер. Эрозия почвы может быть как медленным процессом, который происходит относительно незамеченным, или может произойти с угрожающей скоростью, в результате чего происходят серьезные потери верхнего слоя почвы. Почвы становятся уплотненными, с малым содержанием органического вещества, теряется структура почвы. Засоление и кислотность почвы также являются серьезными условиями деградация почвы, что может ускорить процесс эрозии почвы.

Водная эрозия почвы

Уровнем и величиной эрозии почвы возникшей водным путем управляют следующие факторы:
— Дожди и сточные воды
Чем больше интенсивность и продолжительность дождя или ливня, тем выше потенциал эрозии. Воздействие капель дождя на поверхность почвы может разрушить структуру почвы. Более легкие элементы почвы, такие как очень мелкий песок, ил, глина и органическое вещество легко удаляются воздействием каплей дождя.
Перемещение почвы ливнем во время гроз высокой интенсивности является, обычно, самым быстрым, большим и значительным. Хотя эрозия, вызванная длительным и менее интенсивным дождем не столь быстрый процесс, как во время гроз, сумма потерь почвы может быть значительной. Особенно, когда идут затяжные дожди в течение долгого времени.
Сток поверхностных вод происходит всякий раз, когда есть избыток воды на склоне, которая не может впитываться в почву или удерживается на поверхности. Снижение инфильтрации (способности впитывать влагу) из-за уплотнения почвы, возникновения корки на поверхности или замораживания увеличивает сток. Сток с сельскохозяйственных земель наиболее высок в период весенних месяцев, когда происходит таяние снегов, а почвы, как правило, насыщены влагой, и растительный покров является минимальным.

Подверженность эрозии почвы

Подверженность эрозии почвы - это оценка способности почв сопротивляться эрозии, основанная на физических характеристиках каждого вида почв. Структура почвы — основная характерная подверженности эрозии. Обычно у почв с более быстрыми темпами проникновения влаги, более высоким уровнем органического вещества и улучшенной структуры — большая сопротивляемость эрозии. Песок, песчаный суглинок и текстурированные суглинком почвы менее разрушаемые эрозией, чем ил, очень мелкий песок и определенные текстурированные глиной почвы.
Почвообрабатывающая практика в земледелии, уменьшает содержание в почве органических веществ и приводит к ухудшению структуры почвы, к уплотнению почвы, способствуют увеличению размываемости почвы.

Крутизна и длинна уклона
Чем круче и больше наклон участка земли, тем выше риск эрозии. Водная эрозия увеличивается по мере увеличения длины склона, за счет более значительного накопления сточных вод и скорости их схода.

Растительность и растительные остатки
Потенциал для эрозии почвы возрастает, если почва не имеет или имеет очень мало растительного покрова и/или растительных остатков. Растения или их остатки защищают почвы от воздействия дождевых капель, как правило, замедляют движение стока воды и позволяет впитываться избыку воды.
Эффективность растительности и/или растительных остатков зависит от типа, размера и количества покрытия. Растительность и растительные остатки, которые полностью покрывают почву и перехватывают все падающие капли дождя вблизи поверхности, являются наиболее эффективными в борьбе с эрозией почвы (например, леса, многолетние травы).
Эффективность любого защитного покрытия также зависит от того, в течение какого времени в году относительно суммы эрозийного воздействия, оно действует. Зерновые культуры, которые обеспечивают полное защитное прикрытие для главной части года (например, люцерна или озимые зерновые культуры) могут уменьшить эрозию намного больше, чем зерновые культуры, которые оставляют почву голой в течение более длительного промежутка времени (например, ярые зерновые культуры).

Почвообрабатывающая практика.
Потенциал для водной эрозии почвы зависит от обработки почвы, в зависимости от глубины, направления и сроков вспашки, типа почвообрабатывающей техники и числа проходов. Как правило, чем меньше нарушение растительности или растительных остатков на или вблизи поверхности, тем эффективнее практика обработки почвы в снижении водной эрозии. Минимальная или нулевая обработка почвы эффективны в снижении водной эрозии почвы.
Если обработка почвы осуществляется паралельно полевым склонам, то это создает пути для поверхностного стока воды и может ускорить процесс эрозии почвы. Поперечное наклонное культивирование препятствует концентрации сточных вод и ограничивают движение почвы со сточными водами.

Виды и формы водной эрозии почвы

Плоскостная эрозия
Плоскостная эрозия почвы — движение почвы от воздействия струй дождя и сточных вод. Это, как правило, происходит равномерно по однородному наклону и остается незамеченным, пока большая часть производительного верхнего слоя почвы не будет потеряна. Смещение разрушенной почвы происходит у основания наклона или в низинных областях. Более светлые почвы на холмиках, изменения в толщине горизонта почвы и низкой урожайности на наклонах - индикаторы этого вида эрозии.
Линейная эрозиия
Линейная эрозия почвы является развитием плоскостной эрозии в виде возникновения оврагов. Сток поверхностных вод, вызывая образование оврагов или расширение существующих оврагов, обычно является результатом неправильного проектирования выхода для местных поверхностных и подземных дренажных систем.
Образование оврагов являются трудно контролированным прцессом. Меры контроля должны обеспечивать направления стока в нужном направлении и устранении причин увеличения потока воды по всему ландшафту.

Эффекты водной эрозии почвы
Последствия водной эрозии почвы, выходят за рамки удаления ценного почвенного слоя. От потери природных питательных веществ и применяемых удобрений непосредственно страдает и падает урожайность сельхозкультур. Повреждаются семена и растения, а иногда и полностью уничтожаются эрозией. Органического вещества почвы, удобрения, растительные остатки легко переносятся с поля, особенно во время весеннего таяния снегов. Также могут переносится и пестициды внесенные в почву.Водная эрозия ухудшает качество почвы, структуру, стабильность и текстуру. В свою очередь, текстурные изменения могут повлиять на водоудерживающую способность почвы, что делает её более восприимчивой к экстремальным условиям, таким, как засуха.

Ветровая эрозия почвы

Ветровая эрозия возникает в тех районах, где мало ветрозащитных зеленых насаждений. При благоприятных условиях она может вызвать серьезные потери почвы.
Темпы и масштабы ветровой эрозии почвы зависят от следующих факторов:

  • состав почвы (содержание в почве большого коли­чества пылевых и песчаных частиц, карбонатность материн­ских пород усиливает процесс разрушения почвы);
  • климат (скорость и продолжительность ветра имеют прямое отношение к степени эрозии почвы. Уровень влажности почвы очень низок на поверхностях чрезмерно дренированных или в периоды засухи. Таким образом освобождаются частицы для транспортировки ветром. Этот эффект происходит также в течение зимних месяцев);
  • ландшафт (недостаток ветрозащитных насаждений и препятствий позволяет ветру переносить частицы почвы на большие расстояния, тем самым увеличивая абразивность и эрозию почвы);
  • растительный покров (отсутствие постоянного растительного покрова приводит к обширной эрозии ветра).

Эффекты эрозии ветра
Эрозия ветра повреждает сельхозкультуры посредством пескоструйной обработки молодых всходов, похорон растений или семени и воздействия семени. Культуры разрушаются, это приводит к дорогостоящим издержкам и делает необходимым пересев. Всходы, поврежденные пескоструйной обработкой, уязвимы для болезней. Это приводит к уменьшению урожая, потере его качества. Кроме того, эрозия ветра может создать неблагоприятные условия работы, предотвратив своевременные полевые действия.
Дрейф почвы — исчерпывающий изобилие процесс, который может привести к плохому росту урожая и к сокращениям площадей.

Эрозия вызванная обработкой почвы

Эрозия почвы посредством перераспределения её под действием пашни и силы тяжести. Это приводит к постепенному движению почвы вниз по склону, вызывая серьезную потерю почвы на верхне-наклонных положениях и накоплению в более низко-наклонных положениях. Эрозия вызванная обработкой почвы имеет наибольший потенциал для движения «на месте» почвы, а во многих случаях может вызвать больше эрозии, чем вода или ветер.

Эффект эрозии вызванной обработкой почвы
Эрозия вызванная обработкой почвы влияет на развитие урожая и урожайность. Рост урожая на наклонах участках и холмах медленный и чахлый из-за бедной структуры почвы и потери органического вещества. Изменения в структуре почвы могут увеличить подверженность почвы для дальнейшей эрозии силами воды и ветра.Меры по сохранению почвы

Принятие различных мер по охране почвы уменьшает эрозию водой, ветром и обработкой почвы. Почвообрабатывающая практика, а также практика управления земельными ресурсами, непосредственно влияет на общую проблему эрозии почвы и её решений. Когда севооборотов и изменённых методов пахоты недостаточно, чтобы управлять эрозией, необходима комбинация подходов или более чрезвычайных мер. Например, вспахивание контура, подрезание полосы или террасирование. В более серьезных случаях, необходимо включать структурные средства управления — организационно хозяйственные, агромелиоративные, лесомелиоративные и гидромелиоративные противоэрозионные мероприятия.

Заключение
Решение проблем эрозии почвы остается ключевой задачей для сельского хозяйства. Многие хозяйства уже достигли значительного прогресса в решении проблем с эрозией почвы на своих землях. Тем не менее рост числа экстремальных погодных явлений возникающих с изменением климата, увеличения числа ситуаций водной и ветровой эрозии создают новые проблемные области и вынуждают нас более серьезно бороться с этой проблемой.

Одним из важных факторов, оказывающих негативное воздействие на урожайность почвы, является эрозия – это разрушение верхнего плодородного слоя грунта под воздействием природных и антропогенных сил. Чем интенсивнее используется земля, тем больше приходится прилагать усилий для сохранения ее плодородности. Нерациональное землепользование приводит к быстрому истощению грунта, что в итоге сделает его совершенно непригодным для сельского хозяйства.

Она преследует две цели – предотвращение размывания и выветривания плодородного почвенного слоя и повышение , эти цели неотделимы друг от друга. Сегодня уже разработан и успешно применяется широкий комплекс мер, позволяющий оберегать сельскохозяйственные угодья от истощения.

Естественная эрозия почвы во многом связана с климатическими особенностями данного региона, при этом деятельность человека по выращиванию сельскохозяйственных культур способна значительно ускорить естественные процессы.

На скорость повреждения поверхностного слоя влияют следующие факторы:

  • Особенности климата. Развитие водной эрозии характерно для регионов с затяжными ливневыми дождями, а также с быстрым приходом весны, сопровождающимся резким таянием большого количества снега. Образовавшиеся талые воды размывают грунт и приводят к повреждению ценного плодородного слоя. Ветровая эрозия свойственна для равнинных зон с сухим климатом, из-за небольшого количества осадков грунт быстро пересыхает.
  • Особенности рельефа. Скорость эрозии напрямую зависит от крутизны и протяженности склонов, кроме того, на выпуклых склонах деструктивные процессы развиваются быстрее, чем на вогнутых поверхностях. На равнинах эрозия развивается быстрее там, где растительный покров минимален.
  • Свойства грунта также играют не последнюю роль в скорости эрозивных процессов. Наиболее устойчивыми считаются черноземы, такой грунт практически не выветривается и не размывается. Серозем, глинистый и песчаный грунт, напротив, характеризуется наименьшей устойчивостью и быстро разрушается при определенных условиях.
  • Наличие растительного слоя. Корни растений гарантируют грунту надежную защиту от воды и ветра, кроме того, они обеспечивают быстрое впитывание влаги и препятствуют пересыханию грунта даже при жаркой погоде. Высокие стебли растений также препятствуют выветриванию грунта, так как скорость ветра возле земли снижается.
  • Хозяйственная деятельность человека остается одним из наиболее разрушительных факторов. Бесконтрольный выпас скота на одних и тех же территориях, распашка земель с нарушением правил севооборота , разработка месторождений – все это приводит к повреждению почвенного слоя, и восстановить его крайне трудно.

Таким образом, при подборе методов для борьбы с теми иным видом эрозии нужно учитывать причины ее возникновения. Только при устранении причин удается добиться устойчивого результата и обеспечить защиту грунта.

Защита почвы от водной эрозии – это целый комплекс агромелиоративных и гидромелиоративных мероприятий, которые должны проводиться по заранее согласованному плану.

Комплекс работ по защите почв включает в себя следующие основные направления:

  • Организационно-хозяйственные работы. В них входит периодическое обследование полей с составлением планов и карт, комплексная оценка процессов эрозии, разработка плана мероприятий и контроль их выполнения. Предварительное планирование – один из важных факторов успеха в борьбе с эрозией.
  • Агромелиоративные мероприятия – это система севооборота с учетом защиты почвы. Она предполагает посадку многолетних культур, размещение культурных растений полосами на склонах, разработку и установку системы снегозадержания для предотвращения вымывания грунта талыми водами. Кроме того, в числе мероприятий внесение минеральных и органических . Основная задача на этом этапе – вести к минимуму вымывание грунта талыми водами и предотвратить обеднение почв.
  • Лесо- и гидромелиоративная защита грунта. Она предполагает высадку лесных полос на склонах, обустройство каналов для отведения талых вод, террасирование склонов, создание плотин и искусственных водоемов. Эти меры позволяют направить водоотведение по строго ограниченным трассам и защитить основной земельный массив.

Работы по защите грунта от водной эрозии зависят также от уровня уклона. На участках с небольшим уклоном, не превышающим 2 градусов, поверхностный сток достаточно легко свести к минимуму, для этого достаточно проводить посев поперечными полосами или высаживать растения по контуру.

На полях, расположенных под уклоном до 6 градусов, применяется широкий спектр методов защиты грунта: в их числе ступенчатая вспашка, бороздование, лункование и другие приемы.

При более сильном уклоне на поле создаются защитные полосы из многолетних трав. На 40 метров посадки культурных растении ширина защитной травянистой полосы должна составлять не менее 7 м. Ширина защитной буферной полосы зависит от крутизны склона: чем она выше, тем более широкими должны быть полосы. На крутых склонах недопустима высадка пропашных культур.

Комплекс мер по борьбе с водяной эрозией позволяет получить хороший результат и обеспечить сохранность почвы на долгие годы. Периодически должен проводиться контроль состояния грунта с коррекцией применяемых защитных мер.

Защита почв от ветровой эрозии – комплекс мер, призванных предотвратить выветривание грунта и обеспечить сохранность верхнего плодородного слоя. Для этого используется почвозащитный севооборот, предполагающий размещение полосами зерновых культурных растений и многолетних трав. Кроме того, защита от эрозии требует мероприятий по накоплению влаги и созданию защитных лесных буферных полос.

Основным способом защиты земли от ветровой эрозии является создание плотного растительного покрова, препятствующего постепенному выветриванию частиц грунта.

Там, где ветровая эрозия несет серьезную угрозу сохранению урожайности, пол севооборота располагаются поперек господствующего направления ветров, кроме того, вдоль склонов нежелательно располагать дороги и лесные полосы.

Можно выделить несколько распространенных приемов борьбы с ветровой эрозией:

  • Высадка кулис из высокостебельных культур. Такие растения становятся эффективным защитным барьером на пути ветра и значительно снижают его скорость и негативное воздействие на почву. Расширяется посев многолетних трав и озимых культур, улучшаются кормовые угодья.
  • Мероприятия по влагонакоплению. Для этого высаживаются кулисы из высоких растений, таких как горчица или кукуруза . Высадка проводится в середине июля: в этом случае растения быстро вырастают, но уже не дают семян. Высадка кулис позволяет обеспечить равномерное распределение снега в зимний период и предотвратить негативное воздействие на грунт сильных ветров.
  • Снегозадержание при помощи чересполосного уплотнения снега. Оно позволяет уменьшить промерзание грунта и обеспечить его интенсивное увлажнение весной. Это положительно сказывается на урожайности и защищает корни растений от промерзания.

Такие несложные агротехнические приемы позволяют получить хороший результат и сохранить плодородность грунта. Дополнительно для защиты от ветровой эрозии применяется высадка ветрозащитных лесных полос, их располагают на границах полей, отведенных под севооборот.

Большая часть методов борьбы с водяной и ветровой почвенной эрозией носит профилактический характер: эти меры направлены не на восстановление грунта, а на предотвращение его разрушения. Своевременное проведение профилактических мероприятий позволяет избежать возникновения очагов эрозии и ее дальнейшего распространения по сельскохозяйственным угольям.

В дополнение к вышеперечисленным в сельском хозяйстве также применяются еще несколько эффективных способов борьбы с эрозией грунта:

  • Одним из эффективных методов борьбы с водной и ветровой эрозией является строительство противоэрозионных террас. Площади засеваются многолетними травами, ряды размещаются поперек склонов. Для этого активно применяются бобовые растения.
  • Задернение (другое название – сидерация). Это методика запашки зеленой массы растений в грунт, сидераты запахивают в период цветения . Таким образом почва обогащается полезной органикой, кроме того, повышается ее устойчивость к размыванию и выветриванию.
  • Полосная высадка поперек склона. Защитные полосы препятствуют и водной, и ветровой эрозии, они становятся надежным барьером на пути разрушения грунта. Лесные полосы также высаживаются на верхних границах склонов для их защиты от осыпания и размывания, а также на дне оврагов и на краях полей.
  • Обустройство запруд, создание искусственных водоемов способствует повышению влажности почвы и защищает ее от пересыхания. Для поддержания влажности грунта также ранней весной проводится боронование, при этом в почву вносится защитный мульчирующий слой, также обогащающий ее органическими веществами.
  • Корректирование процесса стока талых вод. Для этого применяются такие методы, как кротование, прерывистое бороздование и т. д.

Все эти методы позволяют значительно замедлить эрозивные процессы и сохранить плодородие грунта. Своевременное внесение в него комплексных способствует ускоренному росту растений, которых создает дополнительный мощный барьер для разрушения грунта. Забота о состоянии земли позволит сохранить высокую на долгие годы.

Больше информации можно узнать из видео.



Loading...Loading...