Мероприятия при помощи которых можно уменьшить эрозию почвы

Эрозия почв: причины, виды, последствия, методы предотвращения

Определение эрозия почвы подразумевает разрушение поверхностного слоя земли из-за воздействия осадков и ветра. Согласно расчетам, в течение двух последних веков эрозия уничтожила почти 2 миллиарда га пашни. Для сравнения – сейчас сельскохозяйственные земли обрабатываются на площади 1,5 миллиарда га.

Что такое эрозия почвы

Эрозию принято различать в зависимости от того, какие основные факторы оказывают разрушающее влияние. Считается, что их три. Это вода, ветер, сочетание первого и второго.

Причины и виды эрозии почв

По причинам появления различают естественную (природную) и антропогенную эрозию, вызванную последствиями промышленной деятельности человека.

Виды эрозии почв в зависимости от фактора появления: ветровая эрозия и водная эрозия.

Водная эрозия подразделяется на виды:

Капельная эрозия;
Плоскостная эрозия;
Линейная эрозия (может быть глубинная и боковая);
Эрозия техногенного происхождения.

Различают эрозию и в соответствии со скоростью происходящих процессов. В таком случае она признается:

нормальной или геологической (естественной),
ускоренной, разрушительной (антропогенной). Но антропогенная эрозия не всегда является ускоренной.

Пример: ирригационная эрозия почв — это как один из видов антропогенной эрозии почвы, которая появляется при несоблюдении правил и норм полива в орошаемом земледелии.

Первый вариант присутствует в районах, где есть естественный растительный покров. В таких условиях почва может восстанавливаться, поскольку процесс почвообразования в естественных условиях не прекращается.

Водная эрозия почв

Второй вариант развивается тогда, когда естественная растительность удалена. Такое происходит, когда сельскохозяйственные земли используются неправильно. Данный процесс наблюдается на территориях, где имеется расчлененный рельеф. Обычно – в степи или лесостепи, причем при пренебрежении противоэрозийными мероприятиями.

Наиболее опасным видом водной эрозии почв признается овражная. Процесс развивается довольно быстро. Потоки воды вначале промывают небольшой овражек, который может стать просто гигантским за два – три сезона. Впрочем, случается, что большой овраг образуется в течение всего одной весны.

Вред ветровой эрозии

Ветровая эрозия может нанести непоправимый вред, как за длительное время, так и всего за несколько часов. Пыльные (черные) бури довольно быстро сметают верхний слой почвы, унося его порой за многие сотни километров. Порой такая пыль, оседая, засыпает целые водоемы. Можно привести пример из 50-х годов прошлого века. Тогда во время освоения целины в степях Казахстана и западной части Алтайского края была использованная отвальный вспашка земли. После посева началась засуха, а затем на территорию с Запада пришел сильный ветер. Он унес значительную часть плодородного слоя. Пыль казахстанских и алтайских степей оседала даже в Красноярском крае.

Ветровая эрозия

В лесостепи, а порой и в степи иногда проявляются одновременно водная и ветровая эрозии (совместная). В таком случае последовательность происходит следующим образом. Весной потоки воды смывают почву. Далее она высыхает. Следующий этап – высохшая почва превращается в пыль. Чаще всего это происходит, когда почва обрабатывается многократно. Затем происходит выдувание и перенос превратившейся в пыль почвы на другие территории.

В случае, когда летом начинаются обильные дожди, превратившаяся в пыль почва смывается мелкими и крупными ручьями. Если дожди продолжаются, почва смывается в гораздо большей степени и размывается. То есть начинается процесс образования оврагов.

Районы распространения в России и в мире

В России ветровая эрозия проявляется в определенных границах. По северу – это неправильной формы линия от Воронежа в направлении на Восток. Граница идет через Самару, Челябинск, Петрозаводск, Омск. Далее – к Новосибирску и затем в Восточную Сибирь, через Хакасию, Бурятию, Туву, Читинскую область. Из-за этого на землях сельскохозяйственного назначения, расположенных южнее, применяются меры для защиты от ветровой эрозии. Высокие риски для ветровой эрозии присутствуют в Поволжье, на Северном Кавказе, на Урале, в Сибири. В зоне риска находится площадь, превышающая 45 миллионов га, в том числе 38,7 миллионов га – это пашня.

Процессы деградации земель и эрозии почв в России на карте

Как следует из данных земельного баланса, в России 36,5 миллиона га земель сельскохозяйственного назначения подвержены водной эрозии. Из них 24,7 миллиона га – пашня. Эту эрозию вызывают талые и ливневые воды. Чаще всего такое случается в лесостепи. В наибольшей степени водной эрозии подвержены территории в Центрально-Черноземной зоне, в Поволжье, в Центральном регионе, на Северном Кавказе. Объем талых вод в названых регионах составляет от 80 до 100 миллиметров.

Нечерноземная зона характеризуется тем, что наибольшая площадь сельскохозяйственных земель располагается на склонах. По этой причине 62% земель постоянно находятся в опасности проявления эрозии.

В значительной степени пострадали от эрозии земли в таких странах, как Канада, Китай, Индия, Австралия, большинство африканских, европейских и азиатских государств. К примеру, всего за три века пустыня Сахара сдвинулась на 400 километров к Югу.

В Соединенных Штатах ко второй половине 50-х годовой прошлого века эрозия разрушила почти 40 миллионов га пашни. К настоящему время здесь уничтожено или серьезно повреждено почти 115 миллионов га пахотных земель. Еще 313 миллионов га повреждены эрозией.

В России эрозия интенсивно распространяться начала в конце XIX века. Уничтожение лесной растительности, освоение новых земель с применением отвальной вспашки, уничтожение травянистой растительности, к тому же еще и низкий уровень агротехнологий обеспечили быстрое развитие эрозии. В наибольшей степени пострадала Центрально-Черноземная зона.

По данным 1946 года на указанной территории 41,2% земель были пашней, 20% занимали леса, 23,2% не обрабатываемые земли (целина).

Всего за год доля пашни возросла до 69%. Согласно данным 1914 года этот показатель составлял 80%. К этому времени площадь лесов сократилась до 6 – 7%. В наши дни площадь пашни да этой территории превышает 90%.

Как следует из данных Госкомзема, в России имеется 210 миллионов га земель сельскохозяйственного назначения. К подверженным водной и ветровой эрозии относятся больше 117 миллионов га.

Последствия, причиняемые эрозией почв

Из-за эрозии и непринятии мер по ее предупреждению, развитию и распространению экономике страны наносится огромный ущерб. Снижается потенциальное плодородие почв, ухудшаются химически и агрофизические свойства, снижается биологическая активность. Как результат — снижается урожайность и ухудшается качество сельхоз продукции. Также снижается эффективность химизации.

Процессы эрозии присутствуют буквально в каждом регионе. По прогнозам из-за отсутствия мер по защите почв, ежегодные потери из-за смыва могут достигать 7 миллиардов тонн почвы. Эрозия почвы ведет к выветриванию гумуса и нарушению экологического баланса, что в будущем может привести к экологической катастрофе. При пылевых бурях потери слоя гумуса достигают 10 сантиметров. Следует подчеркнуть, что сантиметр этого слоя в природе создается боле, чем за 100 лет.

Важно знать! Эрозия почвы относится к экзогенным опасным явлениям (т.е. вызванным внешними причинами).

В некоторых зонах смыв плодородных почв в 5 – 15 раз превышает их образование. Как известно из исследований, в течение года формируется 0,6 тысяч га почв. Что касается смыва, то он достигает 7-и тысяч га. Мало того, порой последний показатель доходит до 50 тысяч га.

Меры по защите почв от эрозии

В настоящее время для защиты почвы от эрозии используются различные технологии и пути решения проблемы. Основными являются такие, как севообороты (чередование сельскохозяйственных культур и паров во времени и на территории или только во времени), обеспечивающие защиту почвы, создание на в значительной степени смытых склонах лугов.

Охране почв от ветровой эрозии способствует такой способ, как лесомелиорация.

Должный эффект обеспечивается гидромелиоративными сооружениями. Положительный результат приносят и работы в зимних условиях. Это прикатывание снега полосами, его зачернение, использование щитов, обеспечивающих снегозадержание.

Защите земель от ветровой эрозии способствует высадка растений по определенным схемам. При защите от ветровой эрозии значительные результаты обеспечиваются севообороты, имеющие короткие ротации. Препятствуют такой эрозии многолетние травы, высеваемые полосами. Эффект обеспечивается и в том случае, когда чистые пары чередуются с пропашными культурами.

Интересный факт: Распашка склонов способствует замедлению эрозии почв!

Пожалуй, можно говорить о том, что наибольший эффект в борьбе за сохранение земель достигается при плоскорезной обработке почвы, посевы по стерне, использовании кулисных посевов, регулярном орошении и лесомелиорации.

При наличии эрозии используются совместно все названые выше способы. Но к ним обязательно добавляются такие, как обработка склонов плоскорезами в направлении поперек уклонов. Выполняется также способ лункования. Чаще всего после того, как на участке выращивались многолетние травы или кукуруза. Это же используется и после зяби, распашки склонов или паров (пар — это распаханное поле, оставляемое на одно лето без посева культурных растений).

Разумеется, неплохой эффект обеспечивается гидротехническими сооружениями. Еще в большей степени эффективным методом защиты является устройство агрогидромелиоративных почвозащитных комплексов.

К сожалению, так как защита почв от эрозии приносит дополнительные расходы, в настоящее время не каждое сельскохозяйственное предприятие способно выполнять работу, чтобы уменьшить или замедлить эрозионные процессы. Однако случается, что и крупные предприятия, у которых есть возможности для этого, стараются сэкономить на защите почвы от эрозии, выполняя только минимум защитных мероприятий.

Источник

Сельское хозяйство | UniversityAgro.ru

Агрономия, земледелие, сельское хозяйство

Противоэрозионные мероприятия

В современном земледелии разработаны и применяются ряд противоэрозионных приемов, направленных на защиту почвы от эрозии и предупреждение её развития и распространения. Противоэрозионные приемы (мероприятия) являются составными элементами противоэрозионного комплекса мероприятий.

Комплексное применение организационных, агротехнических, агрохимических, лесомелиоративных и гидротехнических противоэрозионных приемов максимально эффективно. Оно обеспечивает сохранение плодородия земель, рост урожайности, устойчивости и рентабельности земледелия.

Основные приемы почвозащитного комплекса

Основные приемы почвозащитного комплекса:

Противоэрозионные мероприятия:
- залужение сильносмытых склонов;
- почвозащитные севообороты;
- контурно-поперечная обработка;
- лесомелиорация;
- гидромелиоративные сооружения, например, плотины, системы водорегулирующих валов, быстротоки;
- полосное прикатывание и зачернение снега, применение щитов для снегозадержания.
Противодефляционные мероприятия:
- зернопаровые, зернопропашные севообороты с короткой ротации;
- буферные полосы многолетних трав;
- полосное размещение чистых паров и пропашных культур;
- кулисные посевы;
- плоскорезная обработка почвы;
- посев зерновых стерневыми сеялками;
- лесомелиорация;
- регулярное орошение.
Противоэрозионно-противодефляционные мероприятия:
- почвоводоохранное землеустройство территории;
- залужение сильносмытых склонов;
- зернотравяные, зернопаровые и зернопропашные севообороты;
- полосное размещение чистых паров, пропашных культур и многолетних трав;
- плоскорезная обработка поперек склонов после зерновых культур;
- лункование отвальной, например, после многолетних трав и кукурузы, зяби и паров;
- щелевание посевов многолетних трав;
- мульчирование почвы измельченной соломой;
- лесомелиорации;
- гидротехнические сооружения;
- агрогидромелиоративный почвозащитный комплекс на водосборном бассейне.

Лесомелиоративные приемы

Лесные насаждения в эрозионно опасных районах в зависимости от назначения подразделяют на:

водорегулирующие,
прибалочные,
приовражные,
полезащитные,
пастбищезащитные.

Кроме того, выделяют водоохранные, размещаемые у рек, прудов и водоемов, куртинно-групповые насаждения. В некоторых случаях проводят сплошное облесение склонов, песков, балок и оврагов.

В открытых степных и лесостепных районах с активными и сильными ветрами главным назначением лесных полос является снижение скорости и турбулентности эрозионных ветровых потоков. Ослабление ветра способствует защите почв от выдувания в летний и зимний периоды, задержанию снег, повышению влажности почвы и воздуха, улучшению микроклимата.

Согласно данным ВНИАЛМИ, система лесных полос позволяет накапливать в 1,5-2 раза больше снега на полях, влажность воздуха в приземном слое увеличивается на 5-10%, потери влаги от испарения уменьшаются на 20-30%, чем в открытой степи.

Прогивоэрозионная и мелиоративная эффективность лесных насаждения зависит от их конструкции. В степных районов применяют ажурные и продуваемые узкорядные по 3-5 рядов полосы.

При лесомелиоративных мероприятиях в районах развития водной эрозии важно учитывать особенности рельефа местности, так как неправильное размещение лесных полос может привести к усилению стока, увеличению смыва и размыва почвы, оврагообразованию.

Водорегулирующие лесные полосы создают на относительно крутых склонах с уклоном более 2-3°. Основных их предназначением является распыление и поглощение поверхностного стока талых и ливневых вод. Их размещают полосами по 4-7 рядов поперек склона или по горизонталям с расстоянием между полосами 200-350 м, в зависимости от крутизны и подверженности почвы эрозии.

Прибалочные лесные полосы предназначаются для защиты прилегающей пашни от разрушающего действия эрозионных процессов и для более эффективного снегораспределения и увлажнения полей. Как правило, их проектируют ажурной конструкции шириной 12-21 м.

Приовражные лесные полосы создаются для укрепления растущих вершин оврагов. Они могут охватывать целые системы оврагов и вершин. Предварительно выполняют закрепление вершин оврагов обвалованием.

Пастбищезащитные лесные полосы размещают на склонах, учитывая рельеф, поврежденность почв эрозией, направление стока и господствующих ветров. Конструкция полос ажурная и ажурно-продуваемая с шириной 9-18 м и расстоянием между основными полосами от 200 до 350 м.

Куртинно-групповое и сплошное облесение проводят при большой изрезанности территории оврагами и на песках.

К гидротехнических противоэрозионным сооружениям прежде всего относят:

земляные водозадерживающие, водорегулирующие валы и канавы, служащие для задержания и отвода воды в укрепленные водоприемники, ложбины и др.;
вершинные (головные) сооружения в виде бетонных, деревянных, кирпичных и других лотков, быстротоков, перепадов, консолей и т.д.;
донные сооружения по руслам ложбин и оврагов, предотвращающих дальнейший размыв русла;
берегоукрепительные и противоселевые сооружения;
пруды и водоемы.

Фитомелиоративные приемы

Естественный растительный покров и густой покров культурных растений могут служить эффективной защитой почвы от водной и ветровой эрозии. К культурным растениям, с высокими почвозащитными свойствами относятся многолетние и однолетние травы, озимые и яровые зерновые, гречиха, горох и другие растения сплошного сева. Для усиления почвозащитного эффекта повышают норму высева, применяют перекрестный и узкорядный способы посева.

На крутых склонах проводят залужение многолетними травами. Например, в Белгородской опытной станции при залужении склонов крутизной 10-12° урожай сена составляет 2,5-3 т/га. В Лискинском и Острогожском районах Воронежской области урожай сена на крутых склонах составляет до 4 т/га. В Белгородской области на склоновых землях наиболее продуктивны травосмеси люцерны, эспарцета, костреца безостого и овсяницы луговой.

На востоке России для залужения используют житняк ширококолосый и узкоколосый, донник желтый и эспарцет песчаный. Их смеси дают большие урожаи сена высокого качества или зеленой массы.

Высокой почвозащитной способностью от выдувания обладают многолетние травы, раскустившиеся озимые культуры; в меньшей степени она проявлена у ранних яровых, самая низкая — у поздних пропашных.

Почвозащитные севообороты

Основная статья: Специальные севообороты: Почвозащитные севообороты

Почвозащитные севообороты — севообороты, направленные на защиту почв от водной эрозии на склонах более 5°, где смыв почвы может достигать 15 т/га в год, и ветровой эрозии, например в открытой степи, где скорость ветра около поверхности более 3-4 м/с.

На угодьях, подверженных водной эрозии, поля севооборотов размещают длинной стороной поперек направления склона для того, чтобы обрабатывать поле поперек склона.

В основе почвозащитных севооборотов заложено свойство некоторых сельскохозяйственных культур в сочетании со специальными приемами обработки почвы и размещения культур защищать почву от эрозии.

Буферные полосы

Буферные полосы — способ посева культур, который служит накоплению снега зимой и сокращению стока и развития водной и ветровой эрозии в весенний период. Для буферных полос используют посевы многолетних и однолетних трав, озимых и яровых зерновых, подсолнечника, суданской травы и других культур. Ширина буферных полос и расстояние между ними определяется крутизной склона, степенью проявления эрозионных процессов.

На практике на склонах 6-8° ширина буферных полос составляет 4-6 м (3,6-7,2 м), с расстоянием между ними 30-40 м. На склонах меньшей крутизны расстояние составляет до 50-100 м, а при большей крутизне — 10-30 м при ширине полос 10,8 м. Для предотвращения ветровой эрозии ширину буферных полос определяется в зависимости от степени дефлированности почвы и скорости ветров.

Система почвозащитной обработки почвы

Система обработки почвы должна обеспечивать на каждом поле и участке в течение всего года защиту почвы от эрозионных процессов и получение высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур.

К приемам почвозащитной обработки почвы относят общие и специальные (дополнительные).

Примеры общих противоэрозионных приемов основной обработки:

вспашка поперек склона;
ступенчатая вспашка с использованием плугов, у которых четные корпуса устанавливают на 10—12 см глубже;
вспашка с одновременным формированием на поле противоэрозионного нанорельефа, например, борозд, валиков, лунок, прерывистых борозд;
вспашка с почвоуглубителем или плугом с вырезными корпусами;
безотвальная вспашка;
плоскорезная обработка, глубокое рыхление с сохранением стерни;
комбинированная отвально-безотвальная вспашка;
полосное рыхление почвы;
щелевание посевов озимых, многолетних трав, естественных сенокосов и пастбищ;
минимальная обработка почвы;
чизелевание;
кротование;
контурная обработка почвы;
обработка глубокорыхлителями, культиваторами-плоскорезами, игольчатой бороной, штанговыми культиваторами и другими противоэрозионными орудиями.

Приведенный перечень не исчерпывается перечисленными приемами, которые могут быть дополнены другими с учетом почвенно-климатических условий каждой зоны.

Согласно исследованиям, проведенным в эрозионно опасных зонах страны, глубокая зяблевая вспашка позволяет увеличить запасы воды на 20-30 мм за счет уменьшения поверхностного и внутрипочвенного стоков и повысить урожайность сельскохозяйственных культур в среднем на 10-15%, особенно в годы засухи и в зонах недостаточного увлажнения.

Чередование способов обработки почвы

Чередование безотвального рыхления на глубину 30-32 см со вспашкой на 20-22 см с обвалованием зяби является эффективным приемом противоэрозионной обработки почвы.

Эффективно также чередование глубокой вспашки на 30-32 см, если позволяет гумусовый горизонт, с обычной на глубину 20-22 см.

Применение безотвальных орудий на склоновых землях позволяет резко сократить сток талых вод и смыв почвы. При этом урожайность зерновых культур увеличивается на 0,2-0,4 т/га. На тяжелых почвах применяют глубокое рыхление (чизелевание) и вспашку поперек склонов.

В Нечерноземной зоне на дерново-подзолистых почвах используют в основном отвальную обработку в сочетании с поверхностной, на остальной европейской части России — комбинированную обработку, сочетающую отвальную с поверхностной и плоскорезной, в Сибири — плоскорезную в сочетании с поверхностной.

Контурная обработка почвы

Контурная обработка — обработка почвы в направлении, близком к ходу горизонталей при поперечном движении агрегатов, является составной частью контурной организации территории.

НИИ сельского хозяйства Центрально-Черноземной полосы им. В.В. Докучаева и Воронежским ГАУ предложена контурно-буферная система, заключающаяся в полосном чередовании культур и буферных полос многолетних трав в почвозащитных севооборотах.

Широкое распространение получили работы Я.И. Потапенко Всероссийского научно-исследовательского института виноградарства и виноделия, который предложил комплекс противоэрозионных мероприятий на контурно-полосной основе.

Специальные приемы

К специальным (дополнительным) приемам противоэрозионной обработки почвы относятся: бороздование, лункование, кротование, обвалование, щелевание и др.

На односторонних и выровненных склоновых землях без ложбин применяют обвалование и бороздование зяби. Обвалование выполняется одновременно со вспашкой с использованием удлиненного отвала, установленного на одном из корпусов плуга. Одновременно со вспашкой зяби возможно выполнение прерывистого бороздования. Для этого применяют плуги с установленными на них специальными трехлопастными перемычкоделателями. Для прерывистого бороздования на плуги устанавливают приспособления ПРНТ-70000, ПРНТ-90000.

Глубина борозд, расположенных на обработанном поле, составляет 25-30 см и расстояние между ними 4-10 м. Чем больше крутизна склона, тем чаще делают борозды.

Согласно данным опытных учреждений Башкортостана, бороздовании зяби уменьшает смыв почвы, повышает ее влажность и урожайность яровой пшеницы на 0,15-0,4 т/га.

На многих агропредприятиях Центрально-Черноземной зоны, Поволжья, Северного Кавказа и Башкортостана на склонах крутизной до 2-4° используют вспашку с поделкой валиков высотой 15-30 см поперек склона, которое проводят путем удлинения предпоследнего отвала на корпусном плуге.

На склонах до 3,5-4° для борьбы с водной эрозией в Ростовской области зарекомендовало себя бороздование зяби бороздопрерывателями типа ППБ-0,6. Для прерывистого бороздования используют также клавишный плуг, оснащенный подвижными секциями плужных корпусов, каждая из которых, поднимаясь и опускаясь, создает прерывистые борозды.

Создание на поверхности обработанной почвы микролиманов способствует задержанию талых вод. Для их устройства на склонах на плуг с удлиненными отвалами устанавливают перемычкоделатель.

На зяблевых и паровых полях осенью применяют лункование с помощью шестисекционных дисковых лункообразователей ЛОД-10 или специальных приспособлений, которые позволяют создать на поле около 13 тыс. лунок, длиной 130 см, шириной 40-50 см и глубиной 10-20 см, суммарной вместимостью до 250—300 м 3 /га воды. Однако, в условиях периодических оттепелей и заморозков, устойчивый снежный покров не формируется, а на дне лунок возникают ледяные линзы, препятствующие впитыванию талых вод. В результате этого сток не только не уменьшается, но возрастает. В связи с этим в качестве агротехнического приема получило техническое усовершенствование противоэрозионных агрегатов, которые за один проход образует валики, лунки и щели, впитывающая способность таких лунок увеличивается за счет расположения лунок над щелями.

Для уменьшения внутрипочвенного стока используют ступенчатую разноглубинную вспашку, которую проводят поперек склона плугом, с выставленными на обычную глубину четными корпусами и нечетными, выставленными на глубину 12-15 см больше. В результате плужная подошва приобретает ступенчатую конфигурацию, сокращающую внутрипочвенный сток.

На сильносклоновых землях, где эффективность бороздования и лункования значительно снижается, применяют щелевание, чизелевание и кротование. Щелевание проводят в посевах озимых, многолетних трав, чистых парах, естественных сенокосах, пастбищах и садах, на зяби, особенно ранней. Этот способ заключается в поделке щелевателями или другими орудиями щелей глубиной до 40-60 см, шириной — 3-5 см и расстоянием между ними — 100-400 см. Щели, как правило, нарезают поздней осенью при подмерзании почвы, что обеспечивает сохранение щелей до весны.

Кротование — создание на глубине 35-40 см специальными приспособлениями полостей-кротовин диаметром 6-8 см на расстоянии 0,7-1,4 м. Благодаря этому приему улучшается водопроницаемость, распределение влаги по профилю почвы, в условиях избыточного увлажнения удаляется лишняя влага.