Причины эрозии почв и методы защиты от разрушения. Основные приемы мелиорации
Почва – очень тонкий плодородный слой нашей планеты. В истории человечества нет приемов создания почвы на значимых площадях за исторически обозримое время, поэтому сохранение ее от физического уничтожения является нашей основной задачей.
Бессистемное использование пашни приводит к засорению полей, ухудшению физико-химических свойств почв, развитию эрозий, и как следствие приводит к снижению плодородия и урожайности возделываемых культур.
Виды мелиоративных работ
Мелиорация – это комплекс мероприятий направленных на повышение благоприятных условий обрабатываемых земель, повышения производительности, улучшения физико-химических свойств почв
Для улучшения пахотного слоя кроме агротехнических приемов возделывания культур, применяют приемы мелиорации. Мелиоративные приемы гораздо длительнее и интенсивнее воздействуют на почвы. Виды мелиорации:
- Гидромелиорация нацелена на изменение влажности в почве. Самые масштабные мероприятия – орошение, осушение.
- Культуртехническая направлена на улучшение культур-технической части земель (обычно заключается в уборке посторонних предметов с полей: камней, кустов).
- Рекультивация используется для перемены физических свойств почв улучшает аэрацию, водопроницаемость, скважность почв (применяется пескование глинистых почв, кротование, используют специальные севообороты с использованием большого количества многолетних трав).
- Химическая сконцентрирована на выравнивании химических свойств почвы (для изменения кислотности применяют известкование или гипсование, в зависимости от рн; промывают засоленные земли; применяют севообороты с большим количеством органоминеральных компостов).
- Мелиорация для борьбы с ветровой и водной эрозией (ряд мероприятий, увеличивающий сопротивляемость почв размытию водой и рассеиванию ветрами).
Причины эрозийного разрушения почвенного покрова
Эрозия почвы существует в природе как процесс сопровождающий почвообразование. На любом естественном растительном покрове вода во время дождя, таяния снега уносит с собой некоторые частички почвы. Сильный ветер может поднимать с почвы мельчайшие пылинки и переносить их на большие расстояния.
Такая эрозия считается нормальной. Она протекает медленно и не мешает процессам почвообразования, зависит от многих факторов (главный – плотность и характер покрывающей растительности).
Существует ускоренная эрозия, вызванная действием человека и разрушением сложившихся в природе связей.
Проявляется в виде ветровой и водной эрозии:
- Ветровая эрозия – физический процесс взаимодействия движущегося воздуха с поверхностью почвы.
- Основной причиной водной эрозии является беспрепятственный сток дождевой и талой воды. Возникает обычно на склонах.
Факторы, влияющие на скорость развития эрозии:
- Рельеф. На склонах эрозия развивается быстрее чем на равнинах. Чем сильнее склон, тем сильнее она проявляется, развивается.
- Свойства и виды почвы. Самыми устойчивыми считаются черноземы, почти не вымываются и не выветриваются. Песчаные почвы в определенных ситуациях разрушаются быстрее.
- Климат. На равнинных, засушливых зонах характерна ветровая эрозия. В районах, где идут ливневые дожди, резко тает большое количество снега проявляется водная эрозия.
- Растительный слой почвы. Наличие густой и плотной растительности гарантирует почве защиту от обоих видов разрушения.
- Сельскохозяйственная деятельность человека. Самый разрушительный фактор из всех. Бездумная деятельность человека физически уничтожает поверхностный слой нашей планеты.
Обработка земель на склонах с нарушением технологии, несоблюдение севооборота, выпас животных на одних пастбищах из года в год, уничтожение древесно-кустарниковой растительности приводит к нарушению целостности пахотного слоя, который очень тяжело восстановить.
Борьба с разрушительным процессом
Для восстановления и защиты почвы от эрозии применяют целый комплекс мероприятий, направленных на предотвращение выветривания или вымывания, сохранности (по возможности увеличения) плодородного слоя. Этот комплекс работ должен быть спланированным на многие годы вперед и должен безукоризненно соблюдаться.
Одно из основных агротехнических мероприятий восстановления поврежденных почв – введение почвозащитного севооборота. Главная задача такого севооборота как можно меньше по времени оставлять почву открытой без растительного покрова. Из севооборота полностью исключаются все пропашные культуры, предпочтение отдается многолетним травам и озимым культурам сплошного сева. По возможности используются культуры повторного сева и сидераты.
Сев проводится строго поперек господствующих ветров, поперек склонов, повторяя его контуры. Для ослабления скорости ветра используют кулисные посевы высокорослых культур. Кулисы можно высевать в середине лета и оставлять на зиму. Кроме защиты от ветра, растения будут задерживать зимой снег, тем самым способствуют накоплению влаги и защиты грунта, снежным покровом, от ветра.
Большую роль в восстановлении и защите от эрозии играет основная обработка почвы. Цель основной обработки при водной эрозии – это:
- создание мелко комковатого, структурного, рыхлого состояния для улучшения поглощения влаги и водопроницаемости грунта;
- создание специального микрорельефа (состоящего из лунок и щелей), уменьшающего смыв коллоидных частиц; углубление пахотного слоя;
- рыхления «плужной подошвы»;
- замедление поверхностного стока воды и ее накопление.
К эффективным обработкам, улучшающим поглощение воды почвой, относят:
- вспашку поперек склона;
- щелевание;
- кротование.
Образуемые гребни при обработке поперек склона способствуют задержанию воды, замедляют скорость движения потока. В результате улучшается проникновение воды внутрь и сокращается ее поверхностный сток.
На крутых склонах рационально использовать безотвальные обработки. На склонах, где гумусовый горизонт небольшой, каждый год глубину вспашки увеличивают, вовлекая подстилающую материнскую породу. Она обычно тяжелого механического состава и увеличивает плотность оборачиваемого пласта, улучшая его физические свойства.
Применяют глубокое рыхление на глубину до 32 – 35 см. При таком рыхлении почва меньше промерзает и раньше весной оттаивает, поглощая ранней весной талые воды.
Для регулирования поверхностного стока проводят щелевание и кротование за счет перевода водяного потока во внутрипочвенный. Также используют разноглубинную, гребнистую вспашку.
Основная задача при ветровой эрозии – это:
- рыхление почвы с сохранением максимального количества пожнивных остатков;
- организация лучших условий для накопления и сохранения влаги за счет минимальных обработок почвы.
При возделывании необходимо использовать комбинированные агрегаты, которые за один проход выполняют несколько видов обработок. А ещё лучше перейти на современные технологии no-till.
No-Till — современная система земледелия, при которой почва не обрабатывается, а её поверхность укрывается специально измельчёнными остатками растений — мульчей.
Методы защиты земли от водного и ветрового воздействия
Методы защиты от ветровой и водной эрозии носят профилактический характер, они направлены на недопущение разрушения грунта, а не на его восстановление.
Своевременное применение этих мероприятий помогает избежать развития эрозии. К ним относятся:
- Плановая полосная высадка древесно-кустарниковых растений. Защитные лесополосы препятствуют всем видам эрозии.
- Применение сидератов. Заделанные в почву растения в фазу цветения изменяют ее физико-химические свойства, увеличивают сопротивляемость к выветриванию и вымыванию.
- Создание противоэрозионных террас. Площади засеваются рядами многолетних трав поперек склонов.
- Строгое соблюдение технологии возделывания сельскохозяйственных культур.
Для получения богатых урожаев необходимо правильно подобрать метод мелиорации, подходящий к определенным условиям. Нужно проводить комплексные исследования для подбора способов, технологий повышения плодородности земель. Данные методы позволяют затормозить эрозийные процессы и сохранить плодородие почвенного покрова, но это требует дополнительных финансовых затрат.
Источник
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