Таковы основные виды естественной, т.е. природной эрозии почв. Однако, помимо природы негативное влияние на плодородные земли в большей степени оказывает человек и его деятельность.
C темой водной эрозии связан и такой вид, как ирригационная эрозия. Она часто наблюдается в районах opoшаемого земледелия и проявляется даже на небольших уклонах при значительной величине поливной струи. При этом вымывается гумуc и доступные для растений элементы питания, в целом снижается плодородие почвы.
Промышленная эрозия возникает в результате разработок полезных ископаемых, особенно открытым способом, строительства жилых и производственных зданий, прокладки дoрожных магистралей, газо - и нефтепроводов. Механическая эрозия может возникнуть при широком использовании сверхтяжелых тракторов и другой техники без учета возможного предела ежегодного самовосстановления почвы применительно к каждой природной зоне. При этом разрушается структура почвы, ухудшаются ее водно-физические свойства и биологическая активность.
В связи с перегрузкой пастбищ скотом значительные площади подвергаются пастбищной (тропочной) эрозии. В хозяйствах следует строго регулировать выпас скота с учетом поголовья, вида животных и стравленности пастбищ.
Классификация видов эрозии почв у различных авторов различна. Все зависит от принципа классификации. Однако, нам удалось перечислить основные виды, выделяемые исследователями этой области.
Глава 2. Последствия почвенной эрозии и методы борьбы с ними
2.1 Результаты эрозийных процессов
Эрозия почв неспроста рассматривается как глобальная проблема человечества. Последствия разрушения плодородного слоя земли катастрофически.
Эрозия почвы - это разрушение мест обитания растений и животных, что приводит к нарушению сложившегося биологического равновесия в природных комплексах. В результате смыва и размыва почв заиляются водоемы, мелеют реки, засоряется оросительная сеть. Потери несут также рыбное хозяйство, транспорт, энергохозяйство. Ущерб сельскому хозяйству от засухи, болезней и т.д. значительно меньше, чем от эрозии почвы.
Причин возникновения эрозии много. Основная из них - нерациональное использование сельскохозяйственной территории, выражающееся прежде всего в уничтожении естественной растительности.
Растительный покров предохраняет почву от чрезмерного иссушения, резко снижает скорость ветра у поверхности почвы, защищает почвенные агрегаты от механического разрушения каплями дождя. Корневая система растений не только скрепляет почвенные частицы, препятствуя их выдуванию и смыву, но и способствует образованию водопрочной структуры. Накапливающийся на поверхности почвы слой влагоемких органических остатков в виде лесной подстилки или дернины препятствует возникновению потоков текущих вод даже в период обильного увлажнения. Этому благоприятствует также хорошая водопроницаемость почв, которые под покровом растений меньше промерзают зимой и быстрее оттаивают весной [8, с.89].
Существенное влияние на интенсивность проявления эрозии почв оказывают также рельеф территории, климат, состав и свойства почв. Пересеченность местности, обилие ливневых осадков, высокая скорость ветра, сильное иссушение почвы и незначительное содержание гумуса в ней, содержание в почве большого количества пылеватых и песчанистых частиц, карбонатность материнских пород усиливают процессы разрушения почв.
Эрозия - вpaг плодородия. Подсчитано, что каждую минуту на земном шаре выходит из сельскохозяйственного оборота 44 гa земель. От эрозии человечество каждый день безвозвратно теряет более 3 тыс. гa, а вceгo уже потеряло свыше 50 млн. гa плодородных земель [7].
От смыва, размыва и выдувания почв урожаи всех сельскохозяйственных культур в среднем снижаются на 20-40%. Урон, наносимый эрозией, этим не исчерпывается. Образование на поверхности почвы промоин, ложбин и оврагов затрудняет обработку земель и снижает производительность почвообрабатывающей и уборочной техники.
Как результат всех этих потерь человечеству уже совсем скоро грозит всемирный голод. По словам профессора геохимии Даниэля Наона из Университета Поля Сезанна в городе Экс-ан-Прованс на юге Франции, "Почва уже больше не может выносить такого обращения с ней, мы на краю пропасти - если эрозия будет продолжаться такими же темпами, скоро начнётся голод" [7].
Из-за интенсивного промышленного загрязнения, всё более широкого использования пестицидов в больших дозах, стремительной урбанизации, сведения лесов и плохо контролируемой ирригации эрозия усиливается с каждым годом (около четверти прежде пригодных к использованию земель во всем мире уже, по сути, выведено из оборота). По оценке экспертов ООН, чтобы в будущем накормить 9 млрд жителей Земли, необходимо к 2050 г. удвоить производство продовольствия. Между тем по данным ФАО, из 13,5 млрд га на суше для обработки пригодны не более 22%, а в настоящее время из этих 22% используется только половина. Кроме того, за последние десятилетия около 50 млн га стали непригодны для возделывания каких бы то ни было сельскохозяйственных культур по причине чрезмерного засоления [7].
В странах с умеренным климатом эрозия, в зависимости от характера почв колеблется в пределах 0,5-20т/га в год, а в тропических регионах с обильными осадками может кое-где достигать и 200т/га.
В разных странах мира эрозией разрушено около 430 млн. га земельных угодий, из них около 60 млн. га пашни - ветровой и 92,3 млн. га - водной эрозией. На слабо смытых почвах урожайность сельскохозяйственных культур снижается на 10-30%, на середньозмитих - почти на 50%. Овраги, образовавшиеся разрушают сельскохозяйственные угодья, разрезают поля на малые склад-ноконтурни участка. Водоемы заносятся эрозионным дрибноземом. Овраги дренируют водоносные горизонты, что приводит к иссушения больших площадей, ухудшают рост и развитие растительного покрова.
В Австралии более 80% пашни испытывает эрозии. Во время дождевых ливней смыв почвы достигает 100 т / га. В практике фермеров принято считать, что потеря 7 кг почвы вследствие эрозии равен потерям 680 г хлеба.
По мнению ученых Канады, вследствие развития ветровой и водной эрозии через 50-100 лет некоторые почвы превратятся в бесплодную пустыню, так как во многих регионах страны ежегодно потери почвы достигают или превышают допустимый уровень. Ежегодно потери почвы от эрозии и пашни достигают 9 т / га, общий их объем от ветровой эрозии - 160 млн. т грунта, от водной - около 117 млн. т. Интенсивность ветровой эрозии зависит от культур, которые выращивают и особенностей агротехники. По степени проявления эрозии в посевах культуры размещаются в такой последовательности: кукуруза, овощные, табак, соя, озимая пшеница, яровые зерновые [7].
Основной причиной усиления процессов ветровой эрозии почв является разрушение, распыления их структуры вследствие потерь значительного количества органического вещества.
Проявления водной эрозии способствуют большие размеры полей, введение чистых паров, использование мощной сельскохозяйственной техники.
Этот невозобновляемый ресурс должен рассматриваться, по мнению профессора Ноана, как высшая мировая ценность, которую необходимо тщательно охранять. Ресурс этот тем более ценен, что при нынешнем состоянии наших знаний мы пока не можем обойтись без почвы для выращивания культурных растений, отмечает ученый [7].
Ухудшение состояния земель затрагивает и богатые и бедные страны. Однако, наиболее остро проблема стоит в Азии и Африке. В некоторых районах Индии и Китая в связи с эрозией и загрязнением почвы ситуация уже близка к критической (площадь сельскохозяйственных угодий недостаточна для того, чтобы прокормить здесь живущих, и резервов для ее увеличения нет).
Немногим лучше ситуация и в Европе. Так, по данным Доминика Арруэ, директора группы "Infosol" в Национальном институте агрономических исследований в Орлеане, в одной Франции ежегодно исчезает около 60 тыс. га хороших пахотных земель (основная причина - эрозия почв и урбанизация, в результате которой на месте полей возникают все новые постройки и дороги) [7].
Как считают французские ученые, чтобы ответить на этот вызов, необходимо совершить несколько технологических скачков. В частности, немало экспертов возлагают основные надежды на широкое пользование в будущем трансгенных растений, позволяющих получать урожай даже на пустынных и засоленных почвах, площадь которых более и более увеличивается.
Не менее опасно и то, что, по мнению ряда ученых эрозия становится не только одним из основных источников исчезновения плодородных почв и загрязнения атмосферы, но и важным фактором изменения климата, который все отчетливее приобретает глобальный масштаб [8, с.89].
Европейские ученые обратили внимание на то, что процесс эрозии пахотных земель и опустынивание могут оказывать значительно большее влияние на качество воздуха в глобальном масштабе, чем полагали ранее.
Восстановление нарушенноrо почвенноrо покрова требует длительноrо времени и больших капиталовложений. Известно, что в природных условиях формирование нормально развитоrо почвенноrо профиля требует сотен лет, а для восстановления (рекультивации) почвы необходимо от нескольких лет до двух-трех десятилетий. Вслед за этим для восстановления плодородия почв необходимо длительное время проводить их окультуривание и улучшение.
2.2 Защита склоновых земель
Республика Беларусь расположена в основном на легких супесчаных и песчаных почвах, большая часть которых подстилается песками. Это означает, что республиканские почвы не являются высокоплодородными. "Почвы данной группы подвержены ветровой эрозии, имеют постоянный дефицит влаги (600-700 м3/га), что ведет к недобору 7-8 ц/га зерна или 50-60 ц/га картофеля" [9]. А 29,8% площади всех пахотных земель, особенно в центральной и северной зонах республики, расположена на склонах, где широко распространена водная эрозия.
Все это создает неблагоприятные условия для развития земледелия. Традиционная отвальная система обработки почвы и посева на склоновых землях только усиливает эрозионные процессы и снижает плодородие почвы и урожайность возделываемых культур.
По данным института почвоведения и агрохимии, ежегодные потери от эрозионных процессов составляют 14-16 т твердой массы с одного гектара пашни. Вместе с почвой безвозвратно теряется до 150-200 кг гумусовых веществ, до 10 кг азота, 6 кг фосфора, калия, 5-6 кг кальция и магния. В результате смыва питательных веществ и дефицита влаги урожайность возделываемых культур на склоновых землях на 15-20% ниже, чем на обычных [9].
Защита почв от эрозии осуществляется комплексом организационно-хозяйственных, агротехнических, лесомелиоративных и гидротехнических мероприятий. Применительно к сельскохозяйственным землям более правильна другая формулировка: защита почв от эрозии осуществляется системой противоэрозионного земледелия. В этой системе мер ведущее место занимают агрофитомелиоративные мероприятия. Они целесообразны и с экономической и с экологической точек зрения.
Ведущим направлением в защите почв от эрозии и мелиорации эродированных почв является максимальное использование почвозащитной и мелиорирующей роли сельскохозяйственных культур. Она исключительно многообразна. Растительный покров гасит энергию ливневых осадков и этим значительно уменьшает податливость почв эрозии. Часть осадков (иногда значительная) остается на поверхности растений и выполняет роль "увлажнительного полива". Задержание растениями осадков уменьшает объем склонового стока. Посеянные перпендикулярно склоновому стоку ряды растений распыляют сток на мелкие и мельчайшие струи и этим, с одной стороны, замедляют скорость стока и уменьшают его эродирующую способность, с другой - создают условия для лучшего поглощения осадков почвой.
Уменьшение скорости ветра в растительном покрове при выпадении ливней снижает их негативное энергетическое воздействие на почву и этим способствует лучшему поглощению осадков. Общеизвестна противоэрозионная мелиорирующая роль корневых систем растений [11, с.144].
Разумное размещение на территории сельскохозяйственных угодий разных типов севооборотов с учетом их почвозащитного и мелиорирующего влияния, максимальное использование почвозащитной роли разных культур при их размещении в полях севооборотов, внутри полей и кварталов многолетних насаждений, оптимальная густота посева и посадки культур, создание наилучших условий для развития растений являются одновременно и условиями для получения высокого урожая в текущем году, средством защиты почв от эрозии и восстановления плодородия смытых почв. В арсенале эрозиоведения имеется много приемов, которые позволяют значительно повысить почвозащитную роль растительности [1, с. 204].
Основные принципы проектирования почвозащитных севооборотов для склоновых земель включают:
всесторонний учет агрономических особенностей склоновых земель;
подбор культур, обеспечивающих наибольший экономический и почвозащитный эффект;
нарезку полей и рабочих участков, позволяющих успешно использовать машинно-тракторные агрегаты при работе на склонах;
выполнение программы по производству растениеводческой продукции при наименьшей ее себестоимости.
Сопоставляя различные варианты схем севооборотов для склоновых земель, следует подобрать такие состав и соотношение культур, которые в конкретных условиях будут наиболее рациональными с точки зрения получения необходимой сельскохозяйственной продукции, почвозащитных и почвоулучшающих воздействий. Для севооборотов, размещаемых на склонах со смытыми почвами, наряду с продуктивностью очень важна способность высеваемых культур к максимальному накоплению в почве корневых остатков [6, с.67].
Как показывают исследования, с точки зрения почвозащитного и почвоулучшающего влияния культур, на первом месте стоят бобово-злаковые травосмеси и чистые посевы многолетних трав. Затем следуют посевы колосовых культур сплошного сева.
Наименьшими почвозащитным и почвоулучшающим воздействием характеризуются пропашные культуры - кукуруза, подсолнечник, свекла и т.д.
При подборе культур в севооборотах, размещаемых на склоновых землях, совершенно необходимо учитывать почвозащитную способность различных культур в разные фазы развития. В литературе нередко приводятся универсальные количественные значения почвозащитной способности культур. Это большая ошибка. Одна и та же культура в зависимости от периода выпадения эрозионно-опасных дождей имеет различную почвозащитную способность [4, с.152].
Анализ вариантов структур почвозащитных севооборотов по коэффициентам почвозащитной способности различных культур позволит повсеместно оценить оптимальную структуру севооборотов, которая обеспечивает и наибольший выход сельскохозяйственной продукции и лучшую защиту почв от эрозии.
Для рационального использования склоновых земель нужно совершенствовать структуру посевных площадей.
На эродированных почвах в севообороты следует включить наиболее высокоурожайные культуры, которые одновременно наилучшим образом обеспечивают защиту почв от эрозии и способствуют восстановлению плодородия смытых почв.
Насыщение севооборотов, размещаемых на склонах со смытыми почвами, наиболее урожайными многолетними травами, зернобобовыми культурами, овсом и другими кормовыми, по-видимому является наиболее целесообразным их использованием и в экономическом и в почвозащитном отношении [1, с.236].
При противоэрозионной организации работ на склоновых землях очень важной является правильная оценка почвозащитных свойств возделываемых культур и севооборотов. По противоэрозионной эффективности все культуры можно разделить на следующие основные группы: