Основные причины водной эрозии почв

Водная и ветровая эрозия почвы. Причины возникновения и методы борьбы

Эрозия, как водная, так и ветровая (дефляция) представляет собой процесс разрушения верхнего плодородного слоя земли под влиянием естественных или антропогенных сил. Процесс эрозии оказывает негативное воздействие на пахотный горизонт, делая его в итоге непригодным для выращивания сельскохозяйственной продукции.

Плодородный слой почвы содержит все необходимые вещества для осуществления процесса фотосинтеза и нормального развития растений. Чем выше в нем процентное содержание гумуса, тем лучше водный, воздушный и тепловой режимы, тем благоприятнее среда для живущих в нем полезных микроорганизмов и бактерий, тем больше вырабатывается полезных макро и микроэлементов. По этой причине сохранение и приумножение запасов гумуса является одной из приоритетных задач земледельцев.

Существует два основных вида эрозии почвы: водная и ветровая.

Чаще всего водная эрозия возникает на рельефной местности со склонами, с которых верхний плодородный слой почвы может смываться талыми или ливневыми водами, из-за чего на поверхности земли постепенно образовываются вымоины и овраги.

Существует два основных типа водного потока:

· Поверхностный, который вымывает лишь верхний содержащий природный гумус слой.

· Линейный — это поток, который помимо верхнего слоя разрушает и нижние, подстилающие породы, поэтому восстанавливать природное плодородие почвы после линейного потока очень непросто и обходится весьма дорого.

Водная эрозия может быть образована естественным природным путем, так и носить чисто антропогенный характер, который возникает, как правило, при активном вмешательстве человека (например, при нерациональном ведении сельского хозяйства). Как это ни печально, но факт остается фактом: именно благодаря человеческому фактору наша земля постепенно лишается ценного плодородного горизонта и эта ситуация с каждым годом только усугубляется.

Ветровая эрозия в большей степени характерна для степных районов. Благодаря широким просторам, которые обычно не защищены растительностью, на таких участках из-за наличия устойчивых интенсивных ветров происходит постепенное выветривание плодородного грунта. Однако чаще всего ветровая эрозия проявляется, опять же таки благодаря активной хозяйственной деятельности человека.

Факторы, влияющие на появление эрозии

Что касается водяной эрозия, то на ее появление, в первую очередь оказывают влияние климатические и погодные условия. В зоне риска, как правило, находятся регионы, в которых весна традиционно сопровождается обильными снегопадами и затяжными ливневыми дождями. Большое количество талой воды способно не только основательно размыть грунт, но и повредить верхний плодородный слой.

Ветровая эрозия более характерна для равнинных районов с сухим климатом и небольшим количеством осадков. Грунт в таких зонах имеет свойство быстро пересыхать, теряя драгоценную влагу.

Важным фактором для возможного развития эрозии является и особенность местности (рельеф, а также наличие или отсутствие в данной зоне зеленых массивов). В первую очередь эрозии подвержены районы, имеющие достаточно крутые и протяженные слоны, а также равнинные зоны с минимальным растительным покровом.

На самом деле корни растений надежно защищают почву от воздействия воды и ветра. Рослые растения также препятствуют пересыханию земли в сильный зной, и обеспечивают быстрое впитывание лишней влаги во время интенсивных осадков и паводков.

Безусловно, что значение имеет, и такой фактор как способность различных типов почвы по разному противостоять воздействию эрозии. Лучше всего с этой задачей справляется чернозем, он практически не размывается и не выветривается. За ним следует серозем и глинистые грунты, но наиболее сильно подвержены воздействию ветра и воды песчаные и супесчаные почвы.

Тем не менее, наиболее разрушительным и опасным фактором способствующим образованию эрозии является бездумная хозяйственная деятельность человека, которая включает распашку угодий с нарушением правил возделывания, отсутствие должного контроля над выпасом скота, разработку нефтяных и газовых месторождений на плодородных землях, бесконтрольную вырубку лесов и зеленых насаждений и так далее.

Кроме того проявлению эрозии способствует проведение ежегодной глубокой вспашки и традиционное выращивание монокультур, а также применение тяжелой сельскохозяйственной техники, которая разрушает целостную структуру почвы.

Методы защиты почвы от воздействия водной эрозии

Чтобы защитить плодородный слой необходимо решить две важные задачи: предотвратить выветривание и остановить размывание верхнего горизонта. Для этих целей уже разработан и успешно применяется многими хозяйствами целый комплекс агромелиоративных и гидромелиоративных мероприятий, который включает в себя следующие виды работ:

1. Проведение постоянного мониторинга с целью осуществления контроля над процессом развития эрозии.

2. Осуществление севооборота с принятием необходимых мер по защите почвы, которые предполагают следующие действия:

· Выращивание на склонах многолетних культурных растений (например, семейства бобовых). Высев обязательно производить поперек холмов (при этом посадка пропашных культур на крутых склонах является недопустимой).

· Сидерация или метод запашки в грунт свежей зеленой массы. Таким образом, помимо повышения устойчивости почвы к размыванию и выветриванию, она еще обогащается полезной органикой. Для этой цели чаще всего применяют люпин и другие бобовые культуры (сераделлу, клевер, донник, белую горчицу и гречиху).

· Установка эффективных систем снегозадержания, задача которых состоит в том, чтобы препятствовать вымыванию плодородного слоя талыми водами.

· Своевременное внесение удобрений, способствующих обогащению почвы.

· Ступенчатая вспашка земли на полях, которые расположены под уклоном до 6º.

· Бороздирование и лункование земельных угодий

3. Проведение гидромелиоративных мероприятий

· Контурная высадка лесных массивов на склонах холмов и их террасирование.

· Создание системы искусственных водоемов с плотинами.

· Строительство специальных каналов для отведения талой воды.

Методы защиты почвы от воздействия ветровой эрозии

Для борьбы с ветровой эрозией все полевые работы следует вести с учетом розы ветров, то есть высаживать культуры поперек господствующего направления ветра.

Также следует применять почвозащитный севооборот, который предполагает:

· Полосное чередование злаковых культур с многолетними травами.

· Высадку кулис из культур с высокими стеблями, задача которых состоит в том, чтобы поставить защитный барьер, снижая, таким образом, скорость ветра и нивелируя его влияние на почву. В зимнее время такая природная защита уменьшит промерзание грунта и обеспечит равномерное распределение снега, удерживая с наступлением весны драгоценную влагу.

Основные способы защиты от ветровой и водяной эрозии во многом дублируются.

Крайне важным для борьбы с любым видом эрозии является своевременное принятие мер по накоплению влаги, создание плотного растительного покрова и защитных полос из зеленых насаждений, препятствующих процессу выветривания почвы.

Буферные полосы из растений следует высаживать и на верхних границах склонов, чтобы защитить их от осыпания и размывания, а также на дне оврагов.

Для борьбы с эрозией, как уже было сказано, является строительство специальных террас, обустройство запруд и создание искусственных водоемов, которые способствуют повышению влажности почвы. Не стоит забывать и о своевременном удобрении земли.

В любом случае аграриям следует помнить, что одновременное развитие водной и ветровой эрозий для почвенного покрова может оказаться наиболее губительным. Ведь в результате воздействия воды и ветра происходит уничтожение верхнего плодородного слоя, на восстановление которого могут понадобиться десятки или даже сотни лет.

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