Эрозия почв

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

 

1. МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ И УСТОЙЧИВОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА К ЭРОЗИИ
2. ЭРОЗИЯ ПОЧВ
3. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ И  УСТОЙЧИВОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА 

К ЭРОЗИИ

Эрозия является одним  из угрожающих процессов, приводящих к  снижению плодородия почвы, сокращению пахотапригодных земель. Ежегодный ущерб от нее только за счет выноса питательных веществ и снижения урожая в степной зоне исчисляется миллионами рублей. Площади эродированных и эрозионноопасных земель ежегодно возрастают (Суюндуков, 2001). По данным Ф.Х.Хазиева (1995) в степном Зауралье Республики Башкортостан эрозии различной степени подвергнуто 38,4% пашни слабой эрозии, 7,6% -средней и 2,4% сильной. Причем в данной природно-сельскохозяйственной зоне преобладает ветровая эрозия.

Механизм ветровой эрозии заключается в выдувании, переносе и отложении мельчайших почвенных  частиц. Наиболее сильно подвергаются выдуванию почвенные частицы  диаметром от 0,1 до 0,5мм. Интенсивность  дефляционного процесса зависит  от многих факторов: силы ветра, защищенности почвы растительным покровом, влажности  поверхностных слоев почвы и  т. д.

Существенное влияние  на процесс ветровой эрозии оказывают  физические параметры плодородия почв. Агрегатный состав, плотность агрегатов, ме- жагрегатное сцепление непосредственно влияют на их противодефляционную стойкость. Комплекс физических и механических свойств опосредственно влияют на интенсивность процесса ветровой эрозии. Механический состав - один из главных факторов, определяющих количественные характеристики свойств почв. Тем самым он влияет на критическую скорость ветра, при которых начинается дефляция.

По данным исследований В.С.Чепила (1953) среди пахотных степных почв сильнее всего подвержены ветровой эрозии наиболее легкие и наиболее тяжелые по гранулометрическому составу. Легким почвам не хватает цементирующего материала (ила и мелкой пыли) для формирования достаточно крупных и механически прочных структурных отдельностей. В тяжелых по гранулометрическому составу почвах цементирующего материала достаточно, однако эти почвы в силу своего генезиса характеризуются относительно пористой мелкокомковатой или комковато-зернистой структурой, имеющей низкую про- тиводефляционную стойкость. При прочих равных условиях наиболее устойчивыми являются почвы с содержанием ила 27% и с максимальным возможным содержанием пыли. Увеличение содержания ила сверх 27% сопровождалось увеличением подверженности почв ветровой эрозии.

Механический состав оказывает  влияние и на характер развития самого процесса ветровой эрозии. Перенос  частиц почвы ветром вызывает их дальнейшее разрушение в ходе взаимного столкновения, а также истирания почвенной  поверхности скачущими частицами. Дальнейшее измельчение частиц усиливает  их перемещаемость ветром.

Наиболее распространенным подтипом пахотных почв Башкирского  Зауралья является чернозем обыкновенный, который преобладают в средней  части Зауральской равнины (Хазиев и др., 1995)

Исследования механического  состава дефляционного мелкозема  чернозема обыкновенного в ОПХ  «Баймакское» на поле при безотвальной обработке, проведенные Г.Н.Лысаком(1967), показали, что содержание мелкого песка в нем составляет 20,1%, крупной пыли - 21,2 %, средний пыли - 7,8%, мелкой пыли - 3,4%, ила - 42,7%. Автор отмечает, что выдуванию в сильной степени подвергается илистая фракция, незначительно - фракции мелкого песка и крупной пыли.

Поэтому нами для противоэрозионной  характеристики почвы наряду со структурным  анализом проводилось определение  и механического состава. Механический анализ образцов почвы проводился по Н.А.Качинскому (подготовка почвы к анализу пирофосфатным методом по С.И.Долгову, и А.И.Личмановой). Анализу подвергнуты структурные агрегаты размером 0,5-0,25 мм и менее 0,25 мм, как наиболее неустойчивые против ветровой эрозии.

Результаты анализа показали (табл.1), что в поверхностном слое почвы (5-10 см) в составе структурных  агрегатов размером 0,5-0,25 мм содержание илистой фракции составляет от 21,5%, а в агрегатах размером менее 0,25 мм - 25,2% от массы почвы.

 

Слой почвы, см.	Структурные агрегаты, мм.	1-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001
5-10	0,5-0,25	11,2	22,9	19,4	7,6	18,2	21,5
	<0,25	-	30,3	21,3	7,1	16,1	25,2
20-30	0,5-0,25	10,2	21,5	20,1	7,0	17,8	23,7
	<0,25	-	30,1	21,1	5,4	17,8	25,6

 

В слое 20-30 см содержание илистой  фракции в структурных агрегатах  размером 0,5-0,25 мм составило 23,7%, в агрегатах <0,25 мм - 25,6% от массы почвы. Как и  следовало ожидать, по мере уменьшения размеров структурных агрегатов  содержание ила в них увеличивается  как в верхних слоях, так и  в нижних слоях почвы. Таким образом, чем меньше размеры структурных  агрегатов, тем больше риск проявления ветровой эрозии почвы.

 

ЭРОЗИЯ ПОЧВ

 

ЭРОЗИЯ ПОЧВ – разрушение и снос верхних наиболее плодородных  горизонтов почвы в результате действия воды и ветра (ГОСТ 27593-88). Водная эрозия (см.) — смыв и размыв почвы, а иногда и почвообразующих пород поверхностным стоком временных водных потоков. Ветровая Э.п. (дефляция (см.)) — выдувание и развеивание почв и пород под действием ветра. Водная эрозия развивается только при наличии склона (чем круче и длиннее склон, тем больше смыв и размыв почвы); ветровая эрозия развивается на любых элементах рельефа, но наиболее разрушительной она бывает на равнинах. По темпу проявления Э.п. разделяют на нормальную (геологическую) и ускоренную (разрушительную, антропогенную, эксцессивную).

Нормальная Э.п. — темп потери почвы не превышает темпа  почвообразования и не сопровождается снижением плодородия; наблюдается  в районах, поверхность которых  покрыта естественной растительностью, не измененной хозяйственной деятельностью человека (распашкой, чрезмерным выпасом). Ускоренная Э.п. — потери почвы превышают темп почвообразовательного процесса, в результате чего снижается почвенное плодородие; наблюдается в районах с расчлененным и равнинным рельефом и соответствующими климатическими и почвенно-геологическими условиями, где использование земли без применения противоэрозионных мероприятий способствовало развитию разрушительных эрозионных процессов. Основными природными факторами, влияющими на интенсивность эрозионных процессов являются: характер осадков, температурный режим, ветровая активность, наличие (плотность покрытия) растительности, рельеф (крутизна, длина, экспозиция склонов), состояние почвы (гранулометрический состав, водопоглотительная способность, оструктуренность и др.). Выделяют различные виды водной эрозии в зависимости от того, стоком каких вод она вызывается: талых, дождевых или оросительных (ирригационная эрозия). Кроме того, эрозия может возникать в результате сезонного выхода на поверхность грунтовых вод, а также в результате сброса на почвенный покров сточных вод в процессе неправильной эксплуатации различных инженерных сооружений.

Эрозия подразделяется на поверхностную (син. плоскостная) эрозию, или смыв почвы, и овражную (см.) (син. линейная, глубинная (см.), вертикальная) эрозию, или размыв почвы и подстилающих пород. Часто выделяют как самостоятельный тип (наряду с поверхностной и линейной эрозией) струйчатую, или ручейковую, эрозию. Поверхностная эрозия — процесс смывания, удаления наиболее плодородных верхних слоев почвы вследствие неурегулированного поверхностного стока. В результате поверхностной эрозии на пахотных склонах наблюдается или относительно равномерный смыв поверхностного слоя почвы или струйчатые размывы небольшой глубины, которые легко заравниваются при очередной обработке почвы (вспашке, культивации). Многократный смыв поверхностного слоя и образование струйчатых размывов, которые систематически заравниваются, постепенно приводят к формированию почв с укороченным профилем, так называемых смытых почв (см.).

Зарождению линейной эрозии способствуют струйчатые размывы, которые  систематически не заравниваются после  очередного снеготаяния или ливня, становясь коллекторами, концентрирующими поверхностный сток вод, и перерастающими в типично линейные формы эрозии — сначала в промоины, а затем  в овраги. Размывы глубиной от 0,3—0,5 до 1,0—1,5 м и шириной от 0,5 до 5 м носят название промоин. Последние являются своеобразными заготовками оврага, в который они, как правило, перерастают, не будучи своевременно засыпанными. Последней стадией развития линейной современной эрозии является овраг (см.). Все формы современной линейной эрозии относятся к размывам. В процессе развития эрозии формируется эрозионный рельеф, характер которого зависит от глубины базиса эрозии, т.е. от разности высот между высшими точками, с которых происходит сток воды, и базиса эрозии — горизонтальной поверхности, на уровне или ниже которой не происходит размыв земной поверхности стекающими водами. Глубина местного базиса эрозии (см.) — превышение водораздельных элементов рельефа над уровнем реки, долины или дна балок. Чем глубже местный базис, тем разрушительнее водная эрозия. Ветровая эрозия относится к эоловым процессам, т.е. процессам разрушения, переноса и отложения почв и пород, связанным с деятельностью ветра.

По климатическим условиям, при которых протекает ветровая эрозия, выделяют два ее вида: 1) повседневную, незаметную при поверхностном наблюдении, которая происходит при малой  скорости ветра ежегодно на полях  и пастбищах, медленно, но постоянно  — из года в год — разрушает  почвы, путем выноса мельчайших почвенных  частиц, снижает урожаи, а на ветроударных склонах губит посевы, и 2) пыльные, или черные, бури (см.). В результате выдувания верхнего слоя почв образуются эродированные (дефлированные) почвы (см.). Э.п. сильно развита в Канаде, Индии, Австралии, в большинстве стран Африки, Европы и Азии. В США, по подсчетам службы охраны почв, площадь земель, в различной степени затронутых эрозией, составляет 313 млн.га, в том числе полностью разрушенных или сильно поврежденных — 113 млн.га. Более половины обрабатываемых земель повреждено в Канаде, чрезвычайно сильно эродированы почвы в Китае. На сельскохозяйственных угодьях России насчитывается свыше 64 млн.га смытых и дефлированных почв, в том числе на пахотных землях — свыше 43 млн.га. Чем сильнее поражена территория эрозией, чем интенсивнее протекают эрозионные процессы, тем отчетливее обнаруживается многосторонний вред, наносимый эрозией различным отраслям хозяйства и всей окружающей нас природе. Все виды ущерба, причиняемого эрозией, можно разделить на две группы: 1) ущерб от смыва и размыва, выдувания и переноса почвы и подстилающих пород и 2) ущерб от аккумуляции продуктов эрозии. Вследствии Э.п. на земном шаре за 100—200 лет выпало из сельскохозяйственного оборота примерно 2,0 млрд.га. земель. По подсчетам, проведенным в США, в 1930-е годы ежегодно в результате эрозии выносилось с водой и ветром свыше 3 млрд.тонн почвы, т.е. в 3 раза больше, чем восстанавливается естественным путем; становились непригодными для земледелия более 200 тыс.га обрабатываемых земель. При Э.п. теряется в 20 раз больше элементов питания растений, чем их выносится с урожаем. На территории России Э.п. начала проявляться с возникновением и развитием земледелия, когда сельскохозяйственное производство находилось на низком уровне и борьба с Э.п. не велась. После реформы 1861 г. в сельскохозяйственный оборот были вовлечены малопродуктивные склоновые земли. В целях равного качественного распределения земель между крестьянскими хозяйствами участки нарезались, а затем и обрабатывались, вдоль склонов. Крестьяне, получившие в кратковременное пользование малопродуктивные склоновые земли, не были заинтересованы в сохранении плодородия почвы и не имели средств для борьбы с Э.п.

Массовое уничтожение  лесов на водоразделах еще больше способствовало развитию эрозии и снижению плодородия почв на больших территориях. Весь последующий период вплоть до настоящего времени, несмотря на предпринимаемые  государством и сельскохозяйственными  производителями усилия, процессы водной и ветровой эрозии продолжаются.

По данным государственного учета земель (1993 г.), на территории Российской Федерации 26,3 млн. га пахотных земель являются смытыми, из них 82,4%— слабосмытые  и 1,3% сильносмытые, 7,9 млн.га дефлированные и на площади 3 млн. га отмечена водная и ветровая эрозия. Значительные площади разрушены оврагами, общая площадь которых составила 2,4 млн.га. Талыми и ливневыми водами ежегодно выносится с каждого гектара более 20—30 т плодородной почвы. В результате в России ежегодно теряется гумуса 40 млн.т, азота, фосфора и калия 21,7 млн.т, в том числе азота 2 млн.т, калия 18,6 млн.т, фосфора 1,1 млн.т. Ветровая эрозия в сильной степени проявляется в засушливых районах с усиленной ветровой деятельностью, малой связностью почв на сельскохозяйственных угодьях со слабым растительным покровом или при его отсутствии. Особенно страдают плодородные пахотные почвы: легкие карбонатные черноземы и каштановые почвы Сибири, Северного Кавказа, Башкирии, Заволжья. Значительная доля дефлированных земель приходится на пашню Тувы (37,6%), Бурятии (27,5%), Омской области (27,3%), Краснодарского края (25,4%), а также Читинской области, Алтайского края. Особенно интенсивной ветровая эрозия была в 1950-х годах на целинных и залежных землях Северного Казахстана. При катастрофических пыльных бурях на Северном Кавказе в 1969 г. верхний наиболее плодородный слой черноземов был частично снесен и скапливался толщиной до нескольких метров в лесных полосах. Мелкозем предкавказских черноземов был перенесен на значительные расстояния и выпадал в Московской, Калининской областях и даже в скандинавских странах. В районах наиболее активной ветровой эрозии с 1970 по 1985 гг. гумусовый профиль почв был утрачен до глубины 20 см. Э.п. наносит многосторонний ущерб хозяйству: снижается плодородие почв, повреждаются и уничтожаются посевы, сельскохозяйственные угодья превращаются в неудобные и бросовые земли, усиливаются засухи, разрушаются дороги, линии связи, происходит заиление рек и водоемов. Ежегодный ущерб, наносимый хозяйству эрозией, исчисляется огромными суммами. По мере дальнейшего развития сельскохозяйственного производства и более интенсивного использования земель опасность развития Э.п. возрастает. Доказано, что предупредить Э.п. легче, чем бороться с ее последствиями. Во многих странах мира, в том числе и в России, накоплен богатый опыт по предупреждению и защите почв от эрозии, разработаны эффективные противоэрозионные приемы с учетом почвенно-климатических условий и зональные системы противоэрозионных мероприятий (см. борьба с эрозией почв, борьба с образованием оврагов, противоэрозионные комплексы).