Эрозия почвы: лечить проблему, а не симптомы
Агропрактики, которые помогают решить проблему с эрозией почвы, no-till и почвопокровные культуры
Старой сказкой «Красавица и чудовище» — о том, как монстр превращается в прекрасного принца, можно проиллюстрировать процесс борьбы с эрозий почвы: как преобразить бесплодную землю в здоровую, продуктивную почву, полную жизни.
Рассмотрим ситуацию на примере эрозии почвы на американском Среднем Западе. Положение мрачное, говорит Джерри Хатфилд, директор Национальной лаборатории сельского хозяйства и окружающей среды Министерства сельского хозяйства США, расположенной в Эймсе, штат Айова.
На Среднем Западе плодородный слой почвы разрушается со скоростью 5 тонн на акр в год, при этом, в запущенных случая, теряется более 100 тонн на акр. Эти цифры выше темпов восстановления почвы, поэтому аграриям стоит задуматься уже сейчас, насколько правильно они ведут свой бизнес. «Показатели эрозии колеблются год от года и зависят от осадков», — говорит Хатфилд. Интенсивные осадки весной становятся нормой на Среднем Западе. В остальное время года, дождей довольно мало, и сельхозпроизводителям надо с оптимальной выгодой использовать весеннюю влагу для урожая.
Однако, поскольку весной на обработанный полях нет растительности, чтобы потреблять влагу или разрушать энергию дождевых потоков, происходит увеличение стока и эрозии. Причем, происходит ежегодно.
Чад Уоттс, исполнительный директор Информационного центра по агротехнологиям, штат Индиана, рекомендует фермерам не удалять пожнивные остатки и высевать почвопокровные культуры. «Ваша почва больше, чем просто среда, в которой вы выращиваете растения», — говорит Уоттс. «Падение многих цивилизаций произошло тогда, когда они деградировали свою почву до такой степени, что она перестала быть продуктивной. Вам нужно учиться защищать плодородие своей земли».
Общепринятые практики обработки почвы раздражает сторонников охраны окружающей среды. «Нет никаких агрономических или экономических причин для того, чтобы обработка была оправдана», — говорит Дуг Петерсон, специалист из службы охраны природных ресурсов США. «Обработка разрушает все факторы, которые могли бы восстановить плодородие. Практика обязательной обработки почвы укоренилась в умах людей больше, чем религия», — говорит он. Но это не так. Обработка приводит к потере общей стабильности почвы, объясняет Петерсон. Например, экссудаты, выделяемые корнями растений, действуют в почве подобно клею и удерживают частицы грунта.
«Если в почве присутствуют экссудаты, которые поступают круглогодично из корней растений и здорового биома, у вас будет хорошая агрегированная почва», — говорит Петерсон, советуя для наглядности провести следующий тест. Надо наполнить водой два контейнера и положить в один комок почвы, взятый из обработанного поля, а в другой – образец из поля, обрабатываемого по no-till.
«Обработанная почва быстро растворяется», — говорит Петерсон. «Так и в поле во время дождя почва, лишенная естественной «склейки», очень восприимчива к эрозии». В тоже время, образец из поля, культивируемому по no-till, остается неповрежденным, пропуская воду как фильтр.
Вот почему сохранение природной структуры почвы важно.
«Не количество дождя имеет значение, а то как влага попадает в почву и удерживается в ней. Вы должны знать способы захвата дождевой влаги и как использовать ее во благо урожая», — говорит Хатфилд.
Идеальная система, по мнению Хатфилда, — это no-till в почвопокровными культурами, что в совокупности создаст почву с хорошей циркуляцией воздуха и влаги. Эксперт советует сохранять на полях пожнивные остатки, так как материал, оставшийся на поверхности почвы, является препятствием для стока воды. Почвопокровные культуры также помогают уменьшить энергию дождевых потоков, что приводит к большей инфильтрации и меньшему стоку.
Линейная эрозия, концентрированный поток воды, который режет в почве глубокие каналы, отличается от других видов эрозии, и заметен сразу. Другие типы почвенной эрозии – плоскостная (равномерный смыв материала со склонов, приводящий к их выполаживанию) и капельная (разрушение почвы ударами капель дождя) – с виду не кажутся столь серьезной проблемой, но на самом деле эти типы вызывают наибольшую потерю почвы. Потерять слой почвы толщиной в один лист бумаги на акр эквивалентно потере 5 тонн почвы, говорит Петерсон.
Применяя no-till, производители, безусловно, двигаются в правильном направлении, считают эксперты охраны окружающей среды. «Существует прямая связь между сохранением плодородного слоя и вашей производственной системой, — говорит Уоттс. — Рассматривайте проблему, а не симптомы. Современные полевые агропрактики (например, буферы) замедляют движение воды и останавливают стоки питательных веществ, но они борются только с симптомами, а не с проблемой.
Каждый раз, когда вы проводите обработку, вы нарушаете и структуру почвы и биоценозы, скажем, разрушаете среду обитания земляных червей. Чем интенсивнее идет вмешательство в естественные процессы, тем меньше плодородного слоя остается и, соответственно, больше требуется удобрений и других средств, искусственно стимулирующих урожайность. Мы видим, что произошла некая историческая путаница понятий, в результате чего, почва функционирует не должным образом. Ответом могут быть почвопокровные культуры в сочетании с no-till. Первые добавят в землю органику, а no-till обеспечит стабильность процесса формирования плодородного слоя. Ни одна практика не эффективна сама по себе. Вот почему почвопокровные культуры становятся все более популярными. Многие аграрии понимают, что могут заставить их работать в своей системе и приносить пользу. Так что у истории про борьбу с эрозией почвы еще может быть хороший конец».
Источник
Что Такое Эрозия Почвы И Каковы Ее Последствия?
Эрозия почвы является формой ее деградации. Она определяется как разрушение верхнего слоя земли под влиянием антропогенных и природных факторов. Это процесс, который удаляет верхний слой поля вместе с питательными веществами, а, следовательно, пагубно влияет на плодородие сельскохозяйственных угодий.
Что Такое Эрозия Почвы?
Термин “эрозия почв” охватывает широкий спектр физических и химических воздействий, таких как удаление растворимых веществ, химические изменения, разрушения из-за мороза или быстрые изменения температуры, стирание под действием ветра, заряженного пылью.
Более того, вследствие постоянного роста плотности населения люди вносят значительный вклад в возникновение эрозии из-за обработки полей, чрезмерного обезлесения, а также таких промышленных операций, которые неизбежно влияют на урожайность, например, строительство дорог.
Эрозия Почвы И Ее Причины
Определение причин эрозии поможет нам объяснить, что такое эрозия почвы и ее виды. Можно выделить естественную эрозию почв на полях и ускоренную. Эти два типа значительно отличаются скоростью протекания. Естественная эрозия почв отмечается длинным процессом и может длиться от двух до семи тысячелетий. Антропогенные факторы, в частности нерациональная сельскохозяйственная деятельность человека, значительно ускоряют процесс деградации до 10-30 лет. Основными факторами здесь является неправильная работа с полями, чрезмерные удобрения, бесконтрольный выпас скота, осушение болот, некорректная обработка и орошение угодий.
Естественные (Природные) Причины
Разные типы грунтов подвергается физическим, химическим и биологическим изменениям в зависимости от фактора, вызывающего деградацию. Ключевыми элементами, которые ускоряют деградацию, являются следующие: вода, ветер, снег и движение льда.
- Ветровая эрозия почвы возникает тогда, когда порывы ветра поднимают мелкие частицы с поверхности поля и обнажают его. Толщина снимаемого слоя с поверхности грунта и скорость эрозии зависит от силы ветра. Очень сильные пыльные бури могут отнести слой земли за много километров и превратить плодородное угодье в пустыню.
- Водная эрозия почвы вызвана осадками, которые формируют водные потоки и имеют свойство смывать частички земли. Промоины могут создаваться очень быстро. Сначала в результате осадков формируется небольшая полынья с водой, но впоследствии она может достичь размеров карьера.
- Снежная эрозия почв связана с интенсивным таянием снежного покрова. Это приводит к избыточного увлажнения и разрыхления верхнего слоя почвы. Как результат – питательные органические вещества вымываются быстрее, что снижает плодородие.
Существует множество форм деградации почвы, но для сельскохозяйственной деятельности наиболее важными из них являются следующие: эрозия, засоление и закисление. Из-за быстрой урбанизации и чрезмерные методы ведения сельского хозяйства (обработка полей, использование пестицидов и несоответствующие методы орошения) уровень засоления и кислотности грунта повышается до такой степени, что полям больше не свойственно желаемое для сельского хозяйства плодородие.
Одной из причин негативных изменений является климат, ведь большое количество обильных осадков может напрямую влиять на эрозию почв. В результате ливневых дождей районы со слабой растительностью и корнями особенно уязвимы для дождевых потоков, поэтому здесь истощение полей будет неизбежным. Ветровая эрозия происходит из-за порывов ветра; в основном ветер представляет собой серьезную угрозу, поскольку грунт сухой и, следовательно, является чувствительным к изменениям.
EOS Crop Monitoring
Спутниковые снимки с высоким разрешением для аналитики полей – контролируйте здоровье посевов дистанционно!
Антропогенные Причины
Техногенная эрозия почвы может быть вызвана строительством карьеров или зданий, неправильными грунтовыми работами и обработкой земли, которая блокирует естественные препятствия для стока воды.
Небрежность при проведении сельскохозяйственных операций, в частности при обработке полей, разбивает поверхность грунта на мелкие кусочки. Эта проблема усугубляется использованием новейшего технологического оборудования. Интересно отметить, что обработка земли влияет на ветровую эрозию почвы – в результате обезвоживания земли образуются более мелкие куски, которые легко подбираются ветром.
Вырубка лесов – еще одна распространенная практика, которая приводит к эрозии. Деревья помогают удерживать землю на месте, поэтому, когда они вырываются с корнем, ветры и дожди выталкивают рыхлый слой и камни в ручьи и реки, что опять-таки ведет к нежелательной седиментации.
Аналогичный эффект наблюдается вследствие промышленных процессов (например, строительства сооружений) и развития транспортной инфраструктуры, которые ослабляют прилегающие сельскохозяйственные угодья.
Последствия Эрозии Почвы На Полях
Эрозия почв может развиваться с разным темпом в зависимости от определенных обстоятельств. Несмотря на то, насколько быстро она развивается, она неизбежно влияет на производительность земель, плодородие, ухудшает качество воды и нарушает водоотведение.
Загрязнение Водных Потоков
Фермеры со всего мира считают влагу важным фактором плодородия. Истощение и эрозия почвы, в свою очередь, способствуют процессу загрязнения грунтовых вод, а затвердевшая структура препятствует протеканию воды в более глубокие слои земли. Эффект плохого дренажа усиливает эрозию из-за плотной засыпки, поэтому производительность земли может быть утеряна из-за недостаточного уровня влажности грунта.
Закисление Почвы
Еще одним губительным эффектом деградации является повышенный уровень кислот в почве из-за нарушения его биологической структуры. После того как органические массы удаляются из верхних слоев грунта, он уже не может поддерживать приемлемый уровень pH. Значение pH выше или ниже желаемых диапазонов подрывают способность растений и интенсивных сельскохозяйственных культур к росту.
Уменьшение Плодородия
Понятно, что эрозия почв является серьезной угрозой для фермеров и пагубно влияет на плодородие. Этот процесс удаляет верхний слой земли вместе с питательными веществами, которые способствуют урожайности. В основном он вызван ветром и водой или обработкой полей.
Стоит отметить, что два наиболее распространенных фактора эрозии почв – вода и ветер – всегда действуют одновременно. Тогда цикл отрицательного влияния на поля воспроизводится следующим образом: весенние осадки размывают земли, впоследствии они становятся сухими и легче разносятся ветром на большие расстояния, а летом пыль опять же размывается из-за дождей, что может даже приводить к образованию оврагов. Чтобы этот цикл прервать, важно не обрабатывать сухие поля и применять почвозащитные меры.
Эрозия Почвы И Меры Борьбы С Ней
Существует множество способов предотвращения эрозии. Они же подходят для борьбы с уже имеющейся деградацией. Эрозию почвы можно замедлить при помощи следующих средств:
- использование технологий снегозадержания, такие как No-Till и Strip-Till
- высадка деревьев, трав и кустарников, которые защищают территорию от ветров, смывов и предотвращают подкисление
- севооборот (чередование различных культур на полях) с короткой ротацией и отказ от паров
- использование современных систем обработки полей
- отказ от чрезмерной обработки полей, особенно сухого грунта
- регулирования выпаса скота на пастбищах
- использование системы CTF (системы контролируемого передвижения техники по полю)
- контроль за незаконной вырубкой лесов
Понятно, что большинство таких мероприятий приносят владельцам угодий дополнительные расходы. Однако следует помнить, что последствия эрозии почв также негативно влияют на урожайность полей, а, следовательно, и на их доходность, поэтому важно стараться предотвращать это явление.
Эрозия Почвы И Борьба С Ней С Помощью Crop Monitoring
Crop Monitoring позволяет получать актуальную информацию об уровне растительности, сравнивать изменения значений растительности за последние 5 лет на основе исторических данных и отслеживать тенденции эрозии почвы. Благодаря разнообразию функций Crop Monitoring фермеры экономят ресурсы, время и деньги, особенно при работе с крупномасштабными полями. Принимать решения по срокам урожая, типам удобрений и другим прогнозам становится гораздо проще.
Вместе с тем, что Crop Monitoring предоставляет доступ к детальным данным, эта платформа еще и проста в использовании. Вы просто сохраняете поле, применяете зонирование и ждете сообщений о колебаниях NDVI (нормализованного вегетационного индекса) по электронной почте, как только будут добавлены новые изображения для вашего поля. Еще никогда фермеры не могли так просто получить такую информацию! Дистанционное зондирование – очень эффективный инструмент для поддержки производительности ваших полей круглый год.
Источник