Эрозия ветровая. Как можно защитить почву от выдувания ветром и ее разрушения?
Процесс разрушения почвы – это эрозия. Она причиняет огромный вред сельскому хозяйству, так как способствует гибели посева и насаждений, потере гумусового слоя, глубоко дренирует землю и тем самым ухудшает водный режим, снижает плодородие и урожай. Какие причины вызывают эрозию? И как можно защититься от подобных проблем?
Общие сведения
Почвенная эрозия может быть двух видов: водная и ветровая. В районах с рельефом, который по определенным причинам имеет сильно расчлененную поверхность, преобладает водное разрушение. Это преимущественно лесостепная и степная зона и горные области.
Дефляции, или ветровой эрозии, присуще выдувание мелких частиц почвы и перенос их на далекие расстояния. В связи с этим возникает проблема: как можно защитить почву от выдувания ветром и сохранить посевы. В местах, где такая проблема актуальна, обнажается корневая система растений. Одновременно частицы почвы, движущиеся с большой скоростью, их засекают. Наоборот, в зоне, где происходит отложения мелкозема, посевы погребаются под большим слоем наносов в виде пыли.
Вопросом, как можно защитить почву от выдувания ветром, задается множество людей, связанных с аграрным сектором. Во время сильных ветров на большую высоту в воздухе поднимается громадное количество пыли. От этого становится так темно, что создается впечатление сумерек. Это пыльные бури. Они возникают в любое время года. Бури губят посевы и сильно понижают плодородие почвы.
Не зная, как можно защитить почву от выдувания ветром, можно буквально за несколько дней полностью потерять перегнойный горизонт, если сила ветра будет максимальной. А вот на то, чтобы восстановить гумусовый слой в 2,5 см толщины природной (естественной) растительности, может понадобиться до 1000 лет. Самый минимум, при всех благоприятных условиях, – это 300 лет. Таковы расчеты. Наоборот, зная, как можно защитить почву от выдувания ветром, бережливые хозяева смогут уберечь урожай и не остаться в убытке. Сама ветровая эрозия больше всего распространена в зонах со слаборазвитым лесом и на открытых степных участках.
Причины разрушения
Одна из причин возникновения эрозии – это нерациональное использование сельскохозяйственных угодий, уничтожение естественной растительности, предохраняющей почву от иссушения сверх меры. У поверхности почвы растительный покров способствует значительному понижению скорости от механического разрушения каплями дождя.
Корневая система скрепляет частицы почвы, препятствуя их выдуванию. Постепенно на поверхности накапливается влагоемкий слой органических остатков, который препятствует водным потокам даже в обильные периоды. Под лесной подстилкой или дерниной почва меньше промерзает зимой. К тому же она имеет хорошую водопроницаемость и быстрее оттаивает весной.
Факторы, ускоряющие процесс разрушения
На интенсивность эрозии влияет также рельеф, климат, свойства и состав почвы.
К процессам, усиливающим разрушение почвы, относятся:
- пересеченность местности;
- обильные ливневые осадки;
- высокоскоростной ветер;
- высокая сухость почвы;
- содержание гумуса;
- большое количество частиц пыли и песчинок;
- карбонатность материнских пород.
Как можно защитить почву от выдувания ветрами?
Какую бы опасность ни имела описанная выше проблема, существует разработанный комплекс лесомелиоративных, агро- и гидротехнических мероприятий, которые учитывают все особенности процессов эрозии и природные условия конкретной территории. Все это, безусловно, имеет важное и решающее значение в борьбе с таким явлением.
Эти мероприятия предполагают рациональное распределение угодий. Противоэрозионным мерам предшествуют:
- изучение типа местности;
- исследование интенсивности процессов эрозии;
- составление картограммы.
Мероприятия проводятся комплексно и учитывают характер ландшафта, наличие водосборных бассейнов, крутизну склонов. Если последний показатель составляет до 9°, его используют под обычные полевые культуры. При крутизне склона от 9° до 15° размещают почвозащитные севообороты. Склоны с большей крутизной не подходят для интенсивного земледелия. Их используют под посевы многолетних трав для выпаса и сена. Если район холмистый, то в его структуре посевов рекомендуется увеличить до 50% площадь многолетних трав, а площадь пропашных культур сократить.
Обработка земельных угодий
Чтобы не произошло выдувание почвы, применяют ее безотвальную обработку с оставлением на поверхности растительных остатков и стерни. Также используют гербициды от сорняков и излишнего распыления обрабатывающими орудиями. В тех же целях посев культур производится перекрестно и узкими рядами. Для снегозадержания осуществляется посев высокостебельных растений. В борьбе с эрозией почвы хороший результат дает посев чередующимися полосами однолетних и многолетних культур, которые будут направлены поперек господствующих ветров, а также внедрение севооборотов (почвозащитных).
Зная, как защитить почву от ветра и используя комплекс мер по ослаблению и предотвращению эрозии, можно получить отличный урожай и хорошую прибыль от вложений. Если же такими мерами пренебрегать и пустить все на самотек, то конечный результат будет отрицательный, а земля станет бесполезной.
Источник
Защита почв от эрозии
Ветровая эрозия почвы наносит большой ущерб сельскому хозяйству, особенно на карбонатных черноземах и каштановых почвах, а также на других типах почв легкого гранулометрического состава.
Ветровую эрозию подразделяют на два вида:
1) Пыльные, или черные бури;
2) Местная, или повседневная, эрозия.
Во время пыльной бури сильный ветер поднимает мелкие частицы почвы на большую высоту, а над поверхностью земли проносится большое количество мелких комочков или песчинок. Пыльные бури выдувают плодородный слой почвы, повреждают и уничтожают посевы на значительных площадях. Местная эрозия проявляется в виде поземки. Мелкие комочки почвы и песчинки перекатываются по поверхности почвы, засекая растения.
Проявляется ветровая эрозия не только весной, но и зимой. Сильные ветры сдувают с полей снег. Обнаженная почва подсыхает и сносится вместе со снегом с одного поля, образуя земляные наносы в других местах.
Многолетние исследования, проведенные Всесоюзным НИИ зернового хозяйства и другими опытными учреждениями, показали, что поля, поверхность которых состоит из большого количества (не менее 50%) прочных комочков почвы крупнее 1-2 мм в диаметре, не подвергаются эрозии. Частицы диаметром менее 1 мм сильным ветром перекатываются по поверхности почвы, частично разрушаются. Наиболее опасные в эрозионном отношении — частицы почвы диаметром 0,1-0,5 мм. Они обладают наибольшей разрушительной силой, так как перемещаются с места на место скачкообразно, разбивают более крупные комки, повреждают посевы, губят урожаи. Частицы размером 0,1 мм и менее сильными ветрами переносятся над почвой на далекие расстояния, образуя наносы у различных препятствий, причиняя также огромный вред сельскому хозяйству.
Основная причина ветровой эрозии в степных районах — несовершенная обработка почвы, в частности ежегодная вспашка с заделкой стерни, применение дисковых лущильников и гладких катков.
Ученые Всесоюзного НИИ зернового хозяйства под руководством академика ВАСХНИЛ А. И. Бараева в содружестве с научными сотрудниками институтов Казахстана, Сибири, Зауралья и других районов страны разработали почвозащитную систему земледелия для степных районов страны, которая надежно защищает почву от ветровой эрозии и обеспечивает значительное повышение урожаев.
В основу почвозащитной системы земледелия положено коренное изменение обработки почвы:
1) Отказ от применения плуга и других почвообрабатывающих орудий, заделывающих растительные остатки;
2) Обработка почвы орудиями плоскорезного типа, сохраняющими на поверхности почвы стерню и другие растительные остатки;
3) Введение и освоение почвозащитных севооборотов с полосным размещением посевов однолетних культур и многолетних трав;
4) Размещение паров на полях полосами между полосами зерновых культур;
5) Создание кулис на чистых парах;
6) Посев стерневыми сеялками;
7) Применение гербицидов.
Исследования Всесоюзного НИИ зернового хозяйства и производственные опыты, проведенные в совхозах и колхозах Казахстана, Сибири, Зауралья и других районов, показали, что наиболее надежное средство защиты почв от эрозии — сохранение пожнивных остатков на поверхности поля, а также улучшение структуры почвы, что способствует накоплению и сохранению в ней влаги. Стерня зерновых культур уменьшает скорость ветра на поверхности поля, способствует накоплению снега, что предохраняет почву от глубокого промерзания. На полях с сохраненной стерней лучше поглощаются весенние талые воды и уменьшаются потери влаги почвой от испарения и выдувания.
Для сохранения стерни на поверхности поля обработку почвы проводят орудиями с плоскорежущими рабочими органами. При основной обработке почвы (на 20-30 см) с сохранением стерни используют глубокорыхлители или культиваторы-плоскорезы-глубокорыхлители. Для неглубокой поверхностной обработки почвы с оставлением стерни применяют культиваторы-плоскорезы. При обработке поля этими орудиями на поверхности поля остается 70-90% стерни.
Для противоэрозионной обработки почвы применяют также штанговый культиватор, рабочий орган которого представляет собой горизонтальную штангу, вращающуюся под поверхностью почвы на глубине 6-7 см.
Для послеуборочного осеннего и ранневесеннего рыхления стерневых фонов, закрытия влаги и заделки семян сорняков используют игольчатые бороны с рабочими органами типа ротационной мотыги. Эта борона может работать при любом количестве стерни и соломы на поле. Она сохраняет стерню (до 85%), хорошо рыхлит и выравнивает почву.
Установлено, что в полях севооборота целесообразно чередовать более глубокое рыхление глубокорыхлителями с мелкой обработкой культиваторами-плоскорезами. Например, в пятипольном севообороте рекомендуется рыхлить паровое поле глубокорыхлителями на глубину 25-27 см, а под третью культуру после пара — на 20-22 см; под вторую и четвертую культуры поле обрабатывают культиватором-плоскорезом на глубину 10-12 см.
Для посева зерновых культур по паровому полю, не засоренному сорняками, целесообразно использовать прессовую сеялку, для посева второй, третьей и последующих зерновых культур после пара применяют сеялки-культиваторы, которые выполняют одновременно предпосевную обработку почвы, посев, внесение удобрений и прикатывание засеянных рядков. На переувлажненных почвах более эффективен лущильник-сеялка.
По данным А. И. Бараева и Э. Ф. Госсена, в опытном хозяйстве Всесоюзного НИИ зернового хозяйства в среднем за десять лет урожайность яровой пшеницы по осенней плоскорезной обработке в сравнении с осенней вспашкой плугами была выше на 0,48 т/га. По данным Кустанайской областной сельскохозяйственной опытной станции, сохранение стерни на поверхности почвы позволяет накопить снега почти в 2 раза больше, чем при отвальной обработке зяби. Прибавка урожая яровой пшеницы в среднем за десять лет составила 0,38 т/га. Однако на легкосуглинистых и супесчаных почвах стерня не может полностью защитить почву от эрозии. На таких почвах в борьбе с ветровой эрозией эта станция рекомендует наряду с безотвальной обработкой применять полосное размещение культур. Полосы шириной 30-50 м засевают яровой пшеницей, а буферные полосы шириной 30 м — житняком с донником. Применение полосного размещения культур позволяет накопить снега значительно больше, чем при отсутствии полос, и снижает ветровую эрозию не только весной, но и зимой.
На Павлодарской опытной станции по защите почв от эрозии разработан и применяется комплекс противоэрозионных мероприятий. Введены почвозащитные севообороты с полосным размещением культур. В почвозащитных севооборотах полосы однолетних культур и кулисного пара чередуют с полосами многолетних трав (люцерна или эспарцет в смеси с житняком). При этом ширина защитных и защищаемых полос одинакова и не превышает на песчаных почвах 50, а на легкосуглинистых — 100 м. Здесь полосы размещают поперек господствующих ветров. Почву обрабатывают плоскорезами с оставлением стерни на поверхности. На паровом поле выращивают кулисы из горчицы для накопления снега и защиты почвы от выдувания. При уборке зерновых оставляют высокую стерню и разбрасывают на полях солому. Подбирают засухоустойчивые культуры и сорта, широко проводят борьбу с сорняками химическими средствами, а число механических обработок почвы уменьшают. Участки, непригодные для выращивания однолетних культур, залужают. Применение комплекса почвозащитных мероприятий на Павлодарской опытной станции позволило предупредить эрозию и получить высокие урожаи возделываемых культур.
Для борьбы с ветровой эрозией и дополнительного накопления снега в степных районах Сибири и Казахстана, кроме приемов безотвальной обработки почвы, целесообразно оставлять на зяби кулисы из стерни с более высоким срезом и высевать кулисы из подсолнечника и горчицы. По данным опытных учреждений, совхозов и колхозов Северного Казахстана, на кулисном пару накапливается в 2-3 раза больше снега и урожайность повышается на 0,4-0,7 т/га.
Многолетний опыт земледелия в Казахстане и Сибири показывает, что в районах ветровой эрозии чистые пары, идущие под яровую пшеницу, также следует обрабатывать безотвальными орудиями типа плоскорезов, чтобы в течение всего периода парования сохранить на поверхности пожнивные остатки и создать лучшие условия для поглощения и сохранения зимних и весенне-летних осадков.
На легких и сильно распыленных почвах пар обрабатывают полосами. Для этого поля, отводимые под пар, делят на полосы шириной 100-200 м, в зависимости от гранулометрического состава почвы. Часть из них оставляют под паром, а остальные засевают зерновыми культурами. На следующий год пар и зерновые растения меняют местами. Зимой на стерневых и паровых полосах более равномерно накапливается снег. Оставшаяся стерня после уборки зерновых культур снижает скорость ветра и оказывает защитное влияние на смежные паровые поля. Полосы нарезают поперек господствующих ветров.
В южных районах многолетние травы, и в первую очередь люцерна в чистом виде или в смеси с многолетними злаковыми травами, — важное средство для борьбы с эрозией. Для предотвращения пыльных бурь здесь используют полезащитные лесные полосы, полосные посевы многолетних трав и однолетних культур, буферные посевы многолетних трав и культур сплошного сева, чередование вспашки с безотвальной обработкой почвы с сохранением стерни на поверхности.
Для защиты от ветровой эрозии распыленных черноземов и каштановых почв, особенно песчаных и супесчаных их разностей, большое значение имеет применение комплекса агротехнических мероприятий, направленных в первую очередь на уменьшение скорости ветра в приземном слое воздуха. На черноземах и каштановых почвах юга для борьбы с ветровой, а также и водной эрозией углубляют вспашку до 27-30 см и более. При этом из подпахотного слоя выворачиваются и примешиваются к верхнему слою структурные водопрочные агрегаты, обеспечивающие устойчивость почвы к ветровой эрозии. Глубокую вспашку проводят периодически, чередуя ее с обычной.
В засушливой зоне южного земледелия, где озимую пшеницу сеют после стерневого предшественника, можно применять безотвальную обработку плоскорезом. При этом на карбонатных и каштановых почвах сохраняется 80% стерни, что способствует уменьшению скорости ветра в приземном слое почвы в 1,5-2 раза по сравнению с обычным паром и накоплению влаги на 150-200 м 3 /га больше, чем при вспашке обычными отвальными плугами. Стерня здесь служит своего рода мульчей — улучшает впитывание в почву талой и дождевой воды, снижает потери влаги от испарения и выдувания.
В степной части Украины, на Северном Кавказе и в Молдавии для борьбы с ветровой эрозией важное значение имеет замена чистых паров занятыми кукурузой с междурядьями до 210 см. На таких парах озимая пшеница будет хорошо защищена оставленными на зиму стеблями кукурузы.
На уменьшение ветровой эрозии почвы большое влияние оказывает растительный покров. Хорошо раскустившиеся с осени всходы озимой пшеницы выдерживают пыльные бури без повреждения, и почва не выдувается. Важно проводить посев в оптимальные сроки и соблюдать необходимую норму высева. Такие посевы лучше защищают почву от выдувания.
Залужение сильно эродированных земель предотвращает развитие водной и ветровой эрозии. На востоке страны для залужения в первую очередь используют житняк ширококолосый и узкоколосый, эспарцет песчаный и донник желтый. Смеси этих многолетних трав дают большие урожаи сена высокого качества или зеленой массы.
Для успешной борьбы с водной или ветровой эрозией необходимо применять комплекс мероприятий. Для каждого района, совхоза, колхоза, поля и даже отдельного участка разрабатывают эффективные противоэрозионные мероприятия в наилучшем их сочетании. Так, на Новосильской зональной агромелиоративной опытной станции Орловской области накоплен богатый опыт борьбы с водной эрозией. Здесь на площади 700 га внедрен противоэрозионный комплекс, включающий организационно-хозяйственные, гидротехнические, лесомелиоративные и агротехнические мероприятия. Эрозия почв прекращена на всей площади, и урожай зерновых культур увеличился более чем в 3 раза. Земли этой станции разбиты на категории в зависимости от уклона и смытости. Склоны с несмытыми и малосмытыми почвами отведены под полевые севообороты, а сильносмытые — под почвозащитные севообороты. Лощины и балки залужены и используются под пастбища с рациональным пастбищеоборотом. Зяблевую обработку проводят отвальными и безотвальными плугами на глубину 27-30 см поперек склонов. Боронование, культивацию, посев также ведут поперек склона. На всю площадь эродированных почв вносят органические и минеральные удобрения.
В Ставропольском крае большое значение придается комплексу приемов защиты почв от эрозии применительно к природным условиям различных зон края. Большое внимание уделяют внедрению специальных почвозащитных севооборотов на склонах, в которых более половины полей отводят под многолетние травы, а пропашные культуры, как правило, исключают или они занимают небольшие площади. В комплекс почвозащитных агротехнических мероприятий входит обработка и посев поперек склона, полосное размещение посевов, нарезка валиков по горизонтали, обработка поля с оставлением стерни на поверхности, залужение балок и оврагов.
Совхоз Ростовской области по праву называют хозяйством высокой культуры земледелия и устойчивых урожаев. Здесь пыльные бури повторяются через каждые 2-3 года, зимой метели длятся 10-12 дней, ветры дуют со скоростью 15-20 м/с. Однако вреда посевам пыльные бури не причиняют. Для борьбы с эрозией в совхозе наряду с полезащитными насаждениями установлено правильное чередование культур в севооборотах, применяют специальные агротехнические мероприятия.
Опыт передовых колхозов и совхозов Казахстана, Сибири, Алтая, Зауралья, Поволжья и других районов страны подтверждает, что почвозащитная система земледелия — наиболее эффективный метод защиты почв от ветровой эрозии. При такой системе земледелия даже в острозасушливые годы в степных районах Казахстана и Сибири получают 1,1-1,2 т зерна, а в лучшие по осадкам годы — 2 т и более с 1 га.
Особенности ирригационной эрозии.
Ирригационная эрозия почвы проявляется под влиянием стока оросительных вод при поливе по бороздам в условиях сложного (волнисто-холмистого) рельефа. Размеры ее зависят от крутизны, экспозиции и формы склона, типа водосбора и его площади, глубины местных базисов эрозии и свойств почвы. Установлено, что в результате ирригационной эрозии при неправильном использовании орошаемых земель ежегодно теряется около 100-150 т почвы с 1 га. С этим количеством почвы уносится около 0,8-1 т гумуса, примерно 100-120 кг азота и 110-165 кг фосфора. Ухудшаются физические и другие свойства почвы. На почвах, подверженных ирригационной эрозии, сельскохозяйственные культуры растут и развиваются неравномерно, их урожайность снижается. Такой эрозии подвержены значительные площади орошаемых земель, например в Средней Азии свыше 1,5 млн га.
Для устранения ирригационной эрозии рекомендуют следующие приемы:
1) Нарезку на склонах поливных борозд по наименьшему уклону не глубже 10-12 см;
2) При увеличении уклона с 2 до 6° уменьшение длины борозд с 150 до 100 м и полив струей от 0,1 до 0,05 л/с;
3) На тяжелых почвах щелевание междурядий хлопчатника;
4) На склонах с легкими почвами орошение дождеванием;
5) Повышение доз удобрений на смытых почвах на 25-40% по сравнению с несмытыми;
6) Освоение хлопково-люцерновых севооборотов с трехлетней люцерной. По истечении срока действия распашки трехлетней люцерны на средне- и сильносмытых почвах выращивают сидеральные культуры или вносят органические удобрения (30- 40 т/га).
Опыт передовых хозяйств Узбекистана, Таджикистана и Киргизии подтверждает, что указанное сочетание агроприемов обеспечивает надежную защиту почв от ирригационного смыва.
Источник