Методы устранения эрозии почвы

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

Водная Эрозия: Типы, Виды, Последствия И Меры Борьбы

Водная эрозия почв – один из многочисленных факторов, негативно влияющих на продуктивность сельского хозяйства. В результате водной эрозии поля могут стать абсолютно непригодными для выращивания культур. Водная эрозия почвенного покрова возникает по различным причинам и имеет несколько стадий. Для предотвращения негативных последствий фермеру следует знать, как бороться с водной эрозией и обрабатывать поля так, чтобы избежать подобных проблем в своей практике.

К счастью, современные аграрии располагают различными технологиями мониторинга состояния полей, среди которых – определение влажности почвы и отслеживание уровня осадков. Данные показатели позволяют определить угрозу вызванной вымыванием деградации грунтов и вовремя принять необходимые меры.

Что Такое Водная Эрозия?

Водная эрозия – удаление верхнего слоя почвы вследствие некорректно спланированной ирригации, стоков, выпадения осадков, таяния снегов. Дожди являются одной из главных причин данной проблемы. Водные потоки вымывают органические и неорганические частицы из поверхности грунта и переносят их на территории с более низким рельефом, что в конечном итоге приводит к наводнениям и подтоплениям. Эродированный почвенный материал может либо образовывать новые грунты, либо оседать в близлежащих водоемах (озерах, ручьях, реках и т.д.).

Водная Эрозия Почв: Причины

Вызванное водой истощение грунтов может быть естественным или ускоренным, в зависимости от причины деградации. Естественная (природная) водная эрозия не зависит от антропогенных факторов и не оказывает значительного влияния на плодородие почвы. Она вызвана дождевыми и талыми водами, стоками, т.е. природными силами. Каждому типу почв присуща своя скорость разрушения. Она также зависит от специфики сельскохозяйственных угодий и климатической зоны, в которой они расположены.

Ускоренная водная эрозия, наоборот, является следствием нерационального земледелия. Она происходит из-за неправильно подобранного метода ирригации, количества водных ресурсов, времени полива, в результате чего разрушается плодородный слой грунта.

Типы Водной Эрозии Почвенного Покрова

Вызванная вымыванием деградация протекает в несколько этапов и проявляется по-разному, в зависимости от причины. Ниже приведены наиболее распространенные типы водной эрозии, которые негативно влияют на грунты, если вовремя не принять соответствующие меры.

Дождевая (Капельная) Водная Эрозия

Данный тип – начальная стадия эрозионного процесса, вызванного дождем. По сути, дождевые капли «бомбардируют» открытую, незащищенную растительным покровом почву и разрушают структуру верхнего слоя. Это приводит к формированию корки на поверхности, негативно отражается на инфильтрационных свойствах грунтов и вызывает образование стоков.

Схема показывает воздействие дождевой эрозии на равнинные поля Схема показывает воздействие дождевой эрозии на пологие поля

Плоскостная Эрозия

Вызванная водой деградация данного типа происходит в случае, если интенсивность осадков превышает инфильтрационную способность почвы. В результате происходит вымывание мелких частиц грунта с питательными и органическими веществами. Плоскостная водная эрозия может привести к таким пагубным последствиям, как образование борозд.

Струйчатая Эрозия

Струйчатое (ручейковое, бороздчатое) разрушение происходит, когда вода проникает в почвенный профиль и образует каналы глубиной до 30 см. Стремительные потоки захватывают частицы грунта и переносят их вниз по течению. Если не принять своевременные меры борьбы с водной эрозией, она перерастет в овражную, с глубиной борозд более 30 см.

Овражная Эрозия

Усугубленная стадия деградации наступает, когда почва эродирована настолько, что каналы на ее поверхности невозможно убрать даже при помощи механической обработки полей. Помимо потерь грунта и разрушения угодий, овражная водная эрозия почвенного покрова приводит к седиментации рек и ухудшению качества водных ресурсов.

Туннельная (Трубчатая) Водная Эрозия

Так называемый «скрытый» тип разрушения водными потоками может привести к серьезным последствиям еще до обнаружения каких-либо признаков. В этом случае деградация почв происходит из-за движения значительных объемов воды в структурно нестабильных грунтах, поэтому такое разрушение особенно пагубно для щелочных почв. Его можно определить по наличию многочисленных туннелей под поверхностью земли.

EOS Crop Monitoring

Спутниковый мониторинг – управляйте полями дистанционно с помощью одной платформы!

Негативные Последствия

Несмотря на разнообразие признаков, все типы водной эрозии вызывают одинаковые характерные последствия.

Влияние На Флору

Удаление верхнего слоя почвы при стремительной деградации неизбежно окажет влияние на культивируемые растения. Вымывание питательных веществ чрезмерным количеством воды приводит к дефициту необходимых посевам элементов и, как результат, снижению урожайности.

Влияние На Фауну

Истощение грунтов не проходит бесследно и для живых организмов. Отсутствие верхнего слоя почвы провоцирует загрязнение водных ресурсов вследствие химических стоков. От этого страдают животные и обитатели водоемов, наблюдается резкое снижение их популяции.

Подтопления И Наводнения

Сильная водная эрозия может негативно отражаться на экосистемах и приводить к наводнениям. Смывание верхнего слоя снижает водоудерживающую способность почвы и значительно увеличивает вероятность подтоплений в предрасположенных территориях, как например, низины или недостаточно дренированные грунты. Сильные наводнения обладают чрезвычайной разрушительной силой и могут уничтожить дороги и здания, поэтому важно заметить негативные изменения в состоянии полей еще до того, как ситуация станет критической.

Влияние На Качество Водных Ресурсов

Помимо последствий для животного и растительного мира, а также плодородия полей, водная эрозия почвенного покрова существенно ухудшает качество воды как таковой. Частицы эродированного грунта в конечном итоге попадают в близлежащие водоемы, изменяют их химический состав и уменьшают концентрацию кислорода. Кроме того, стоки с эродированных полей содержат вредные для здоровья химикаты (оставшиеся после применения пестицидов и гербицидов), которые в результате вымывания попадают в озера, ручьи и реки.

Водная Эрозия Почв И Меры Борьбы С Ней

Своевременное обнаружение признаков – ключевой момент в борьбе с вызванной вымыванием деградацией. Варианты решения проблемы зависят от типа почвы, топографических и климатических особенностей местности, севооборота и специфики землепользования.

В таблице ниже приведены наиболее распространенные способы борьбы с водной эрозией и их эффективность в зависимости от ее типа.

Методы Борьбы С Дождевой Водной Эрозией

Согласно исследованиям, ключевым способом предотвращения деградации почвы данного типа является поддержание растительных покровов на уровне минимум 70% (80-100% на северных склонах). Таким образом исключается отслаивание частиц грунта, которое впоследствии может привести к более серьезным стадиям деградации. Обеспечение почвенного покрова – особенно эффективный метод борьбы с разрушительной силой дождевых капель.

В помощь фермеру, Crop Monitoring предлагает ряд вегетационных индексов, по которым можно определить не только состояние посевов, но и покрытые и не покрытые растительностью участки полей. Эти данные особенно полезны:

• в межсезонье, после сбора урожая основных сельскохозяйственных культур;
• в холодное время года для мониторинга зимних покровных культур;
• когда поле не засеяно (оставлено под паром);
• когда земля временно отведена под пастбище (плодопеременное хозяйство).

Способы Предотвращения Плоскостной Водной Эрозии

Борьба с плоскостной деградацией начинается с контроля почвенного покрова, структуры грунта и содержания в нем органического вещества. Это предотвращает развитие дождевой эрозии, поскольку не допускает уплотнения верхних слоев почвы.

Деградация земельных ресурсов снижает продуктивность полей, но Crop Monitoring дает пользователям возможность оценивать продуктивность отдельного поля не только в течение всего текущего посевного сезона, а и анализировать исторические данные и использовать полученную информацию в дальнейшем. Фермер может отслеживать и сравнивать продуктивность поля сезон за сезоном, выявлять тенденции и с высокой точностью определять проблемные участки. А оповещения о погодных рисках позволяют своевременно принять превентивные меры.

Кроме того, в мобильном приложении Crop Monitoring скауты могут добавлять угрозы в отчет по задаче прямо в поле, что позволяет вовремя реагировать на проявления деградации грунтов.

Методы Борьбы Со Струйчатой Водной Эрозией

Единственный способ предотвратить струйчатую деградацию на стадии уже сформировавшихся стоков – снизить скорость водного потока и укрепить грунт. Вегетация и растительные остатки защищают поверхность почвы и эффективно задерживают ручьи. Укрепление грунта достигается путем корректно подобранного чередования культур в севообороте. Способность растений удерживать почву неодинакова. Она зависит от вида сельскохозяйственных культур, стадий их развития и густоты посевов.

Способы Предотвращения Овражной Водной Эрозии

Чтобы не допустить данный тип деградации почвы и снижения ее плодородия, фермерам необходимо минимизировать вырубку деревьев и предотвратить концентрацию почвенной влаги в оврагах из-за стоков со зданий, дорог и скотопрогонов. Среди методов борьбы с овражной эрозией – ограждение заборами, сооружение дамб и различных инженерных конструкций, которые преграждают водные потоки и помогают избежать чрезмерного увлажнения.

Способы Борьбы С Туннельной Водной Эрозией

Предотвращение туннельной эрозии – задача не из легких, и справиться с ней удается не каждому. Бороться с деградацией почвы этого типа не только сложно, но и затратно. Предотвращение образования туннелей и их дальнейшего развития требует химических, механических и вегетативных ресурсов. Химическая мелиорация предполагает внесение высоких концентраций гипса и/или извести при обработке полей для обеспечения электролитного баланса. Регулярный анализ почвы не только помогает своевременно выявить туннельную деградацию, но и определить такие важные показатели, как уровень pH, концентрацию электролитов и др., а также провести химическую мелиорацию корректно.

Поврежденные туннелями поля требуют химической мелиорации и внесения удобрений на участки со сниженной продуктивностью. В этом случае дифференцированная фертилизация является оптимальной превентивной мерой. Функция зонирования в Crop Monitoring учитывает неоднородность поля и по NDVI выделяет от 2 до 7 зон в зависимости от задачи. Это дает возможность обрабатывать каждую зону в соответствии с ее потребностями и тем самым оптимизировать ресурсы. Фермер распределяет внесение удобрений и полив по участкам с учетом их продуктивности. Такой подход помогает максимально увеличить урожайность культур на деградированных полях, а также снизить загрязнение почвы химикатами.

Задача каждого агронома – сохранение плодородия и предотвращение проявлений водной эрозии грунтов любого типа. Crop Monitoring не только позволяет удаленно выявить и контролировать вызванное водными потоками разрушение почвенного покрова. Продукт также помогает отслеживать состояние посевов в течение всего сезона, принимать надежные решения по обработке полей и получать максимум прибыли с каждого гектара.

Источник