Почва загрязнение снижение плодородия

Загрязнение почвы: причины, последствия и пути решения

Источники загрязнения почвы – это химические вещества и микроорганизмы, присутствие которых изменяет физические, химические и биологические свойства почвы, что приводит к снижению плодородия почвы, то есть её полезности. Ухудшение состояния и качества почвы также вызвано чрезмерной эксплуатацией и неправильным ее использованием фермерами.

Типы и источники загрязнения и деградации почв

Загрязнение почвы в России вызывается всеми химическими соединениями, радиоактивными элементами и микроорганизмами, присутствующими в почве в повышенных количествах. Результат –изменения характеристик почвы, что препятствует ее нормальному использованию.

Причины загрязнения почвы отмечаются в следующем:

Газы и пыль, выбрасываемые промышленными предприятиями (химическими, нефтехимическими, цементными, сталелитейными заводами, электростанциями и т. д.);
Твердые и жидкие промышленные и городские отходы;
Химикаты, используемые в сельском хозяйстве (удобрения, химические средства защиты растений);
Выбросы транспортных средств.

Другие факторы, разрушающие почву, – это природные явления, происходящие без вмешательства человека. К ним относятся такие естественные виды загрязнения почвы, как землетрясения, эрозия, засуха, пожары.

Эрозия почвы

Эрозия почвы – это процесс вымывания или растворения поверхностного слоя почвы. Другое определение – перемещение, сортировка и осаждение в другом регионе частиц почвы, вызванное вымыванием поверхностного слоя почвы дождевой или речной водой (водная эрозия) или сдуванием — ветровой эрозией.

Эрозия также может быть вызвана деятельностью человека, а именно:

Неправильно проведенной мелиорацией;
Вырубкой и сжиганием лесов;
Слишком интенсивным выпасом животных;
Ведением интенсивного сельского хозяйства;
Чрезмерной эксплуатацией водных ресурсов.

Все это вместе или по отдельности приводит к постепенному ухудшению качества земли. Когда почва на участке полностью теряет свою потребительскую ценность, происходит ее опустынивание.

Почвы, на которых невозможно выращивание сельскохозяйственных культур, называют мертвыми почвами. В естественных условиях они встречаются:

в непосредственной близости от действующих вулканов;
в пустынных районах;
в промышленных ландшафтах, например, в отвалах.

Нередко этот процесс необратим, сопровождается сильным преобразованием земель. Строительство домов, укладка асфальта, тротуаров, выкапыванием карьеров, все это пример человеческой деятельности, полностью разрушающей определенные элементы окружающей среды.

Химическое загрязнение почвы

Однако наибольшее влияние на нарушение биологического баланса почвы оказывает химическое загрязнение. Его основные источники – промышленность, сельское хозяйство и транспорт. Воздействие этих отраслей человеческой деятельности может привести к усталости почвы, снижению ее плодородия.

В крайних случаях загрязнение приводит к деградации почвы и растительности — опустыниванию. Примером такой деградации является техническое разрушение почвы.

Промышленные предприятия выбрасывают пыль, содержащую тяжелые металлы (например, свинец, ртуть) и газы (например, соединения серы, азота, хлора). Также источником загрязнения являются сырая нефть и ее производные, радиоактивные вещества. Наконец, на загрязнение в значительной степени влияет захоронение промышленных отходов.

Сельское хозяйство и транспорт, как источники загрязнения почвы

Современные сельскохозяйственные технологии также оказывают значительное влияние на химическое загрязнение почв. Причина – химическая обработка сельскохозяйственных культур. Применяются средства защиты растений – пестициды и токсичные компоненты, содержащиеся в удобрениях и средствах для роста растений.

Особенно негативно влияет на качество почв автомобильный транспорт:

Загрязняет почву и растительность выхлопными газами, содержащими соединения свинца и вредные углеводороды;
Отрицательно влияет на состояние почв из-за вышеупомянутой технической деградации почв, вызванной строительством коммуникационных и транспортных путей.

Последствия загрязнения почвы

Загрязнение изменяет состав и состояние почвы химически, физически и биологически. Чрезмерное использование искусственных удобрений и использование средств защиты растений нарушают течение вегетации растений и ухудшают структуру почвы. Это приводит к снижению плодородия почвы, что, в свою очередь, снижает урожайность. Следствием этого является снижение качества пищи и качества кормов для животных.

Основные последствия загрязнения почвы:

Засоление, несоответствующая реакция (подщелачивание или закисление), сопровождающееся вымыванием питательных веществ, особенно калия;
Ухудшение структуры почвы – пересушивание или заиление;
Снижение плодородия почвы в результате изменения ее физических, химических и микробиологических свойств;
Отрицательное влияние загрязнения почвы на развитие растений и организмов на более высоких уровнях пищевой цепи (на животных и человеке).

Химические загрязнители почвы в результате промышленной деятельности могут проникать через сельскохозяйственные культуры, а затем попадать в организмы животных и людей. Они также могут оказывать прямое влияние на загрязнение поверхностных и подземных вод в результате вымывания вредных веществ из почв.

Техническое и химическое загрязнение разрушает экологическую и эстетическую ценность растительного покрова. Химическое воздействие на состояние почвы изменяет ее pH, вызывая закисление. Подкисление почв приводит к угнетению развития микроорганизмов, а под влиянием процессов разложения органических веществ, выделяются ядовитые вещества.

Пути решения загрязнения почвы

Основные пути решения проблемы загрязнения почвы:

Правильное земледелие с использованием преимущественно натуральных удобрений, рациональное использование искусственных удобрений и средств защиты растений;
Предотвращение эрозии – мелиоративные работы, среднеполевые насаждения, облесение пустошей;
Предотвращение загрязнения почвы из муниципальных источников – сокращение количества отходов и надлежащее управление (сортировка отходов, компостирование, сбор опасных отходов), очистка сточных вод;
Ограничение промышленных источников загрязнения почвы – использование современных экологически чистых технологий и правильное обращение с производственными отходами;
Очистка почвы от токсичных веществ и раскисление закисленной почвы;
Для восстановления загрязненных почв предпринимаются сложные, многоступенчатые меры по восстановлению их полезности – рекультивация почв. Но такой территории требуется много лет, чтобы снова образовался слой почвы.

К сожалению, некоторые химические загрязнители могут оставаться в почве веками, и никакая обработка не может этого изменить. Поэтому, чтобы ускорить процесс удаления токсичных веществ из почвы и их реабилитации, загрязненную почву смешивают с чистой.

Источник

Переуплотнение почвы и потеря плодородия

Главные признаки ухудшения состояния грунта

По некоторым признакам можно узнать, что состояние почвы ухудшилось и уровень её плодородия снижается. К таким показателям можно отнести:

ослабленные и больные растения при видимом отсутствии вредителей и болезней;
на почве появляются трещины и изменяется её структура;
уменьшение количества полезных веществ более чем на 15–20%;
переизбыток водорастворимых солей.

Причины истощения почвы и снижения ее плодородности

Почва является биологической экосистемой, обеспечивающей жизнедеятельность множества живых организмов. Важнейшая ее характеристика – плодородие, то есть способность снабжать растения необходимым им количеством воды, воздуха и питательных веществ.

Существует множество причин, вызывающих резкое падение урожайности на определенном участке земли. Большинство из них связано с изменением состояния почвы. Для решения данной проблемы необходимо выявить, какие именно причины привели к снижению плодородия почвы в конкретной ситуации, и принять соответствующие этим причинам меры.

Причины снижения плодородия

Многие причины ухудшения урожайности связаны с истощением грунтов на полях. К ним относятся:

Недостаток питательных элементов, нужных для нормального роста и развития сельскохозяйственных культур. Такая ситуация чаще всего происходит в случаях, когда одно и то же растение выращивается на одном участке земли многие годы. Это – неправильный севооборот.
Заражение верхнего слоя грунта вредителями: насекомыми (личинки, тля) и животными (мыши, кроты).
Превышение нормы дикорастущих сорных растений. Поскольку они растут быстрее и интенсивнее сельскохозяйственных культур, то потребляют большинство питательных веществ из грунта.
Нарушение структуры грунтов и появление в них трещин. Такая земля становится малопригодной для возделывания, поскольку стремительно теряет влагу.
Заражение различными патогенными микроорганизмами, разрушающими корни растений.

Как понять, что почва истощена

Выращивание растений на одном и том же грунте ежегодно приводит к его истощению. В период роста и развития любая культура потребляет огромное количество питательных веществ. А если учесть, что с участка в большинстве случаев удаляются остатки растительного происхождения, с большой вероятностью содержащие зимующие формы болезней и вредителей, то влияние растений на почву негативное. Если мы оставим их в земле или на ней, то урожай, скорее всего, существенно снизится.

Истощение почвы легко определяется по состоянию растений, их внешнему виду, стеблях, листовых пластинах, форме и размерах плодов, в зависимости от того, каких веществ им не хватает. Сельхозкультура на истощенной земле будет регулярно болеть, восприимчива к вредителям и часто погибает, хотя видимой для этого причины нет.

Многие считают, что земля после рапса теряет свою силу и непригодна для выращивания ряда культур. Почему рапс истощает почву и правда ли это? Растение забирает питательных веществ не больше, чем другие культуры, за исключением калия, которого в черноземах Украины достаточно, но они и возвращают в почву около 75 % питательных веществ. Еще один важный момент касательно того, как растение влияет на почву — в корневых отрезках содержатся органические кислоты и фосфор, убивающие патогенные микроорганизмы.

Если наблюдается оптимальный состав грунта для кукурузы и климат, аграрии совершают ее посев, несмотря на то, что она считается «тяжелой» культурой. На самом деле при правильном севооборотеистощение почвы кукурузой не происходит, снижается вероятность разрастания сорняков. Почва после кукурузы требует правильной уборки и подготовки к следующему виду сельхозкультуры.

Способы повышения плодородия почвы

Существуют различные эффективные способы борьбы с понижением плодородия грунтов, проверенные многолетним опытом фермеров. Среди них можно выделить следующие:

Правильный севооборот. В результате выращивания на протяжении долгих лет одних и тех же растений, значительно обедняется состав земель. Для того, чтобы грунт мог самостоятельно восстанавливаться, поддерживался оптимальный состав полезных микроэлементов, необходимо ежегодно чередовать сельскохозяйственные культуры.
Использование удобрений. Как натуральные удобрения можно применять навоз, золу, торф, компост, перегной. Схема их внесения, пропорции и сроки зависят от множества факторов, например, от почвенно-климатических зон возделывания земель.
Применение растений-сидератов. Это виды культур, которые используют как удобрения, потому, что они питают землю фосфором, азотом, калием и другими полезными элементами. Также они помогают понижать кислотность почвы, предотвращают чрезмерное разрастание сорной травы, способствуют удержанию влаги. К сидератам относят: рожь, гречиху, горчицу, бобовые.

Мульчирование. Этот метод помогает улучшить структуру грунтов. Происходит это потому, что, смешиваясь с верхним слоем почвы, мульча способствует лучшему проникновению воздуха и влаги. В качестве мульчи обычно применяют: солому, опавшую листву, опилки, стружку.

Капельный полив. Такая система помогает предотвратить развитие почвенной гнили, подаёт воду непосредственно к корневой системе, снижает негативное влияние пестицидов на растения и грунт.

Отдых земель. Конечно, мало кто может позволить себе этот метод. Однако он очень эффективен. Если на протяжении нескольких сезонов при нормальных погодных условиях, отсутствии болезней и вредителей, регулярных подкармливаниях урожай оставляет желать лучшего – почва истощена и ей необходим отдых. Для полного выздоровления земли достаточно одного сезона простоя.

Дождевые черви. Их используют для быстрого улучшения структуры земли. Дождевые черви способны повысить проницаемость воздуха и влаги, а также помогают восстанавливать обменные процессы питательными веществами между растениями и микроорганизмами.

Знаете ли Вы? Жизнедеятельность дождевых червей приводит к ежегодному увеличению слоёв почвы на сельскохозяйственных угодьях в среднем на полсантиметра.
В наше время существует множество факторов, отрицательно влияющих на состояние грунта, приводящих к его ухудшению и снижению плодородия. Улучшить эти показатели и регулярно добиваться хороших урожаев можно в случае выполнения комплекса агротехнических мероприятий. Все эти методы научно подтверждены, очень эффективны и проверены фермерами. Регулярно наблюдая за состоянием земли, можно своевременно распознать истощение и повысить плодородие.

Причины потери плодородия почвы

В лесных условиях часто наблюдается явление потери плодородия, т.е. почва утрачивает способность обеспечивать растения необходимыми химическими элементами. К этим явлениям относятся: заболачивание, токсикоз почвы, кислые осадки (кислотные дожди), эрозия, вырубка леса, корчевание пней, лесные пожары, рекреационная нагрузка, подтопление, затопление и др.
Заболачивание почвыможет происходить из-за прохладного и влажного климата (таежная зона европейской части России). При разрушении древостоя заболачивание может принять интенсивный характер, и заболоченный лес в слабосточных понижениях через несколько поколений может перейти в категорию болот. Избыток влаги вытесняет кислород из корнеобитаемого горизонта почвы. В нем развиваются восстановительные процессы, образуются закисные соединения, происходит оглеение грунта, который менее проницаем для воды. Это подавляет жизнедеятельность почвенных беспозвоночных животных, микроорганизмов и связанные с ней биохимические процессы гумификации и минерализации органического вещества. Идёт накопление неразложившихся растительных остатков. Уменьшение количества подвижных питательных веществ и ослабление при этом дыхательных и сосущих функций корней деревьев нарушают деятельность фотосинтетического аппарата, что вызывает падение прироста общей фитомассы и древесины. В дальнейшем уменьшается возврат в почву азота и зольных элементов с отмирающими частями растений.

Токсикоз почвы может возникать при длительном произрастании древесной породы (особенно хвойной) на участке леса. Накопление органических кислот способствует появлению в почвенном растворе ионов алюминия в высоких концентрациях, вредных для растений. Отрицательно влияют на рост ели подвижные формы марганца, а присутствие солей алюминия и железа токсично и для микроорганизмов, разлагающих подстилку.

Одной из причин почвенного утомления при длительном произрастании одного вида является накопление аллелопатически активных веществ (колинов), выделяемых корнями.

Кислые осадки (кислотные дожди). Кислый дождь имеет рН = 2,5-5,5 и содержит серную, азотную, а иногда и соляную кислоты. Лесные почвы от таких осадков становятся более кислыми, в них увеличивается содержание серы, активного алюминия, железа, подвижной ртути. Со стоком дождевой влаги по стволу в приствольную почву попадают металлы, происходит накопление свинца и меди.

Эрозия почвы – разрушение верхних наиболее плодородных горизонтов почвы в результате действия воды и ветра.

Значительно обедняется почва после сплошных рубок на склонах гор и оврагов, когда наряду с поверхностной эрозией, происходит и внутрипочвенная. Вследствие быстрой минерализации остатков растений, мелкозем не удерживается в верхних слоях скелетных почв и проникает сначала вглубь, а потом боковым внутрипочвенным стоком перемещается из верхних и средних частей склона в нижние слои. Иногда он выходит на поверхность, и смывается горными потоками в долины. В Орловской, Курской, Воронежской и других областях наблюдается рост оврагов после интенсивных ливней и обильного снеготаянии.

Вырубка леса. Исследования отечественных и зарубежных ученых показали, что при сплошной рубке с трелевкой деревьев с 1 га вывозится 250-400 кг азота, 250-300 кг калия, 120-150 кг фосфора. Потери азота с вывозимой древесиной восстанавливаются в биогеоценозе за счет процесса азотфиксации и поступления азота аммиака с осадками через 50 лет, потери кальция и магния восстанавливаются за значительно больший промежуток времени.

Корчевание пней. Плодородие почвы резко падает из-за ухудшения ее физических свойств: снижения скважности и водопроницаемости, особенно на тяжелых суглинках и глинистых почвах, обеднения верхних горизонтов. При корчевании перемешиваются горизонты почвы, и малоплодородные слои часто оказываются на поверхности.

Лесные пожары ухудшают лесорастительные условия, переводят азот в газообразное состояние, и до 90% его улетучивается в атмосферу. Они уничтожают подлесок из ценных почвоулучшающих растений, оказывают губительное влияние на живой напочвенный покров, почвенные мезофауну и микробоценоз. Быстро загораются и погибают кустистые лишайники, зелёные мхи, вереск, быстровысыхающие злаки (вейники, полевицы, мятлик, белоус, щучка, и др.).

Уничтожение лесной подстилки уменьшает количество азота в почве. При лесном пожаре в почву поступает значительное количество зольных элементов, доступных для растений, но снижается кислотность почвы и общее количество валового азота в ней. В отдельных случаях после пожаров наблюдается уплотнение почвы и увеличение влажности её верхних горизонтов. На сухих почвах происходит снижение влажности, колебание термического режима.

При слабых низовых пожарах возрастает активность микробоценоза, но после лесных пожаров средней интенсивности, при выгорании гумуса биологическая активность почвы снижается. Гибель деревьев в виде ветровала после низовых пожаров приводит к избыточному накоплению влаги в нанопонижениях. В результате снижаются дренированность почвы, жизнеспособность деревьев, сохранившихся после пожара. На них образуются пожарные подсушины, сухобокость, что сокращает выход деловой древесины.

Лесные пожары влияют на лесовозобновительные процессы, смену пород, динамику типов леса.

Рекреационная нагрузка. При уплотнении почвы резко снижаются ее водо- и воздухопроницаемость, порозность; ухудшаются условия дыхания корней, и корневая система приобретает поверхностный характер.

Увеличение поверхностного стока воды может привести к возникновению на склонах водной эрозии почв. На песчаных почвах может наблюдаться ветровая эрозия.

С уплотнением почвы деградирует древесно-кустарниковая растительность, ухудшается питание деревьев, т.к. на высоких вытоптанных участках почва становится суше, а на пониженных – переувлажненной. Ухудшение питания снижает биологическую устойчивость деревьев, задерживает их развитие. Заметно уменьшается ежегодный прирост биомассы, особенно у хвойных деревьев.

Дата публикования: 2014-11-18 ; Прочитано: 5239 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org – Студопедия.Орг – 2014-2020 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.002 с) .

Заражение почвы вредителями и паразитами

Потери урожая от вредителей и паразитов могут быть весьма ощутимыми. Они бывают как достаточно крупными (медведка, кроты, слизни), так и очень маленькими (тля, клещи). Часть из них весьма хорошо приспособлена к зимовке, при этом зимовать могут или взрослые особи, или их яйца (куколки). Определить наличие этой проблемы можно по тому, что весной молодые всходы вскоре после своего появления повергаются нападению вредителей. Опасной считается такая плотность вредителей, которая понижает урожайность до 5%. Самих вредителей зачастую не заметно, видны лишь результаты их жизнедеятельности. При этом они оказывают разнообразное вредное воздействие на плодородие почвы. Например, кроты поедают дождевых червей, которые улучшают состояние почвы. В поисках пищи кроты прорывают подземные ходы, в которые проникает большое количество мышей, повреждающих корнеплоды. Существует симбиоз этих грызунов с клещами. Поэтому для защиты от них требуется применение серьезных мер.

Сорняки

В почве могут размножиться сорные растения. Сорняки представляют собой травы, хорошо приспособленные к неблагоприятным условиям окружающей среды. Некоторое количество сорняков на достаточно большой площади присутствует постоянно, но когда их оказывается слишком много, они забивают все посевы. Сорняки являются конкурентами культурных растений в борьбе за питательные вещества, жизненное пространство и влагу. Если их становится чересчур много, то плодородие почвы катастрофически снижается.

Сельскохозяйственные культуры легко подавляются сорняками, вырастающими намного быстрее. Помимо собственного губительного воздействия, сорняки опасны еще и тем, что в них легко размножаются различные вредители, в некоторых случаях особо опасные. В борьбе с сорняками полезны культурные растения, которые повышают плодородие почвы. Например, подавлять сорняки способны подсолнечник, люпин, кукуруза, имеющие глубоко уходящие в почву корни, которые рыхлят твердый грунт. Тыква и кабачки своими большими листьями создают тень и закрывают свет сорным растениям, тем самым препятствуя их росту. Радикальный способ борьбы с сорняками состоит в поливе земли кипятком перед посадкой культурных растений. Однако так можно поступать только с небольшими земельными участками, иначе есть риск нарушить экологический баланс.

Источник