Потеря плодородия земельного участка

Сохранение почвы: основные причины деградации и методы рекультивации земель

Ключевая характеристика сельскохозяйственной земли — это ее плодородность. Она складывается из разных составляющих (химический состав, увлажнение, уровень инсоляции и т.д.), но в конечном итоге значение имеет лишь общая характеристика. К сожалению, современные методы земледелия таковы, что они неизбежно приводят к деградации почв, то есть к снижению их плодородности. Задача каждого фермера, который хочет и далее получать высокие урожаи, заключается в сохранении плодородия почв, которые он обрабатывает или в восстановлении прежнего уровня плодородности, если земли сильно деградировали.

Причины деградации почвы

В природе характеристики плодородности почвы почти всегда постепенно увеличиваются. Дикие растения, впитавшие из земли различные химические элементы, погибая, возвращают их назад, привнося вдобавок еще и то, что они выработали из воздуха и солнечного света в процессе фотосинтеза.

Свой вклад в повышение плодородности дикой почвы вносят и животные организмы. Кому-то может показаться это невероятным, но на один гектар дикого поля приходится не менее 200 (!) кг микроорганизмов и еще около тонны животных покрупнее (от червей и насекомых до грызунов и мелких хищников). Помимо того, что все эти животные активно способствуют превращению местных растений в удобрения, они также создают в земле бесчисленное множество ходов и нор, по которым в землю попадает вода и воздух. А их наличие не менее важно для сохранения и повышения плодородия почвы.

К сожалению, методы обработки сельскохозяйственной земли радикально отличаются от естественных процессов и неизбежно наносят вред как всей экосистеме поля в целом, так и показателям плодородности почвы в частности. Регулярная вспашка, а также уничтожение сорняков и вредителей самым драматическим образом прерывают естественный ход вещей. Нарушается обмен воды и воздуха в почве, гибнет значительная часть мелкой фауны, целенаправленно пресекается видовое разнообразие растений.

Но хуже всего то, что люди, во-первых, изымают из природного круговорота органики на поле значительную часть биомассы в виде урожая, который никогда потом уже не возвращается в ту землю, из которой он высосал столько соков. Во-вторых, чтобы как-то компенсировать потерю питательных веществ в земле, ушедших вместе с увезенным урожаем, люди вносят огромное количество синтетических удобрений, а для борьбы с сорняками и вредителями используют ядохимикаты (пестициды и гербициды). Эта химия дает разовый эффект для увеличения одного конкретного урожая, под который она вносится, но в долгосрочной перспективе также снижает плодородность почвы, поскольку опять-таки истребляет микрофауну, так важную для сохранения плодородного слоя почвы.

Последствия деградации почв

Результаты сельскохозяйственной деятельности проявляются в виде катастрофических последствий, как в локальном, так и в глобальном масштабе. Если говорить о втором, то нужно отметить, что за последние 10 тыс. лет (когда люди занимались земледелием) общая площадь пригодных для использования в сельском хозяйстве земель сократилась вдвое. Доказано, что значительная часть современных пустынь и полупустынь появилась в результате антропогенного воздействия. Особенно здесь показателен пример Ближнего Востока, природа которого в древние времена была ближе к южной Европе, чем к северной Африке, как это имеет место быть сейчас.

Разумеется, не все земли, утратившие плодородность, деградировали именно из-за сельского хозяйства. Также очень сильно на это повлияла вырубка лесов и другие факторы.

Подводя итоги, среди основных причин, из-за которых возникает необходимость сохранения почвы, наиболее значимыми являются следующие:

нарушение природной структуры почвы вследствие постоянной вспашки;
уничтожение естественной экосистемы поля и разрыв круговорота питательных веществ в ней путем изъятия урожая и применения агрохимикатов;
водная и ветровая эрозия из-за нарушения прочности и целостности верхнего слоя почвы при вспашке;
интенсивный выпас скота, что, по сути, является тем же самым изъятием из круговорота экосистемы значительной части биомассы;
уничтожение лесов значительно меняет баланс всей экосистемы на этой местности, способствуя ветровой и водяной эрозии, а также опустыниванию;
неправильное орошение может приводить к засаливанию, закислению или заболачиванию местности в зависимости от природно-климатических особенностей региона;
нерациональное внесение минеральных удобрений и пестицидов, а также промышленное загрязнение также делают землю непригодной для использования в сельском хозяйстве.

Отдельно стоит упомянуть о тех ситуациях, когда происходит снятие и сохранение плодородного слоя почвы. Например, при крупномасштабном строительстве прилегающая к стройплощадке территория подвергается значительному урону в плане целостности и плодородности верхнего слоя грунта. Чтобы потом эту землю можно было использовать для выращивания культурных растений, перед строительством ее срезают, а по окончании строительных работ — возвращают обратно. Однако это идеальная ситуация. К сожалению, так делается далеко не всегда.

Методы сохранения плодородных почв

На то, чтобы сформировать 1 см гумуса (плодородного слоя почвы) в природных условиях средней полосы требуется около ста лет. Очевидно, что такие сроки для фермеров никуда не годятся, поскольку выращивать урожаи нужно сейчас, а не через тысячу лет. Поэтому первоочередной задачей становится сохранение плодородности грунта хотя бы на текущем уровне и постепенное его повышение из года в год.

Чтобы сохранение и восстановление плодородия почв представляло собой постоянный процесс, который в то же время не мешает заниматься сельскохозяйственной деятельностью, следует придерживаться известных каждому фермеру правил:

Меньше химии. По возможности использовать меньше ядохимикатов и синтетических удобрений. О том, что пестициды и гербициды убивают не только вредителей, но и значительную часть полезной микрофлоры и микрофауны поля, известно каждому более-менее подготовленному фермеру. Не следует злоупотреблять химией просто потому, что так сегодня принято в отрасли. Если имеется возможность заменить хотя бы часть минеральных удобрений навозом, торфом или компостом, непременно следует это сделать. Также не нужно обрабатывать посевы всеми доступными ядохимикатами просто ради профилактики. Их применение должно быть сфокусировано против конкретной проблемы, поскольку всегда нужно помнить и о неизбежном ущербе для экосистемы поля от этой химии. Выиграв чуть-чуть на борьбе с почти отсутствующими вредителями, можно здорово проиграть на потере организмов-симбионтов.
Строгое соблюдение правил севооборота. Много распространятся о преимуществах и пользе чередования сельхозкультур на одном участке поля нет никакой необходимости. Для тех, кого интересует сохранение почвы, севооборот обязателен. Он значительно снижает истощение почвы и предотвращает массовое размножение вредителей. За счет этого опять-таки снижается необходимость в применении агрохимии. Часто без нее можно обойтись вовсе, заменив ее натуральными аналогами.
Черный пар. О пользе «отдыха» для земли было хорошо известно еще нашим предкам. До появления всякой агронауки и ботаники, крестьяне знали, что если поле перестало давать богатые урожаи, нужно оставить его на несколько лет или даже десятилетий. Конечно, столетия назад не было такой проблемы, как отсутствие свободной земли. Каждый мог взять себе новый участок взамен истощенного и обрабатывать его по мере своих возможностей. Но даже сегодня можно выделить в севообороте время для черного пара ради сохранения плодородных почв. Каждый обрабатываемый участок поля должен хотя бы раз в 5-6 лет просто постоять сезон без посевов. Помимо чисто химических процессов, происходящих в «отдыхающей» земле, в ней также происходит восстановление микрофауны, значение которой для плодородности почвы очень велико.
Сидераты. Если достать необходимое количество натуральных удобрений не удается, их можно с успехом заменить растениями-сидератами. Когда их зеленая масса достигает максимальной величины, сидераты просто запахивают в поле как удобрения.
Мульчирование. В промышленном сельском хозяйстве эта технология довольно трудно применима, так как требует специального оборудования и повышенных трудозатрат, но вот в условиях частного огорода или сада такой метод очень даже действенен. Мульчирование очень хорошо помогает бороться с ветровой и водяной эрозией, а также способствует сохранению влаги в почве.

Рекультивация земель

Выше мы уже вскользь упомянули о таком способе восстановления земли, как рекультивация. Простое занятие сельскохозяйственной деятельностью редко бывает настолько разрушительным, чтобы возникла необходимость в проведении столь серьезных восстановительных мер. Обычно рекультивацию проводят на землях, сильно пострадавших от промышленной или строительной деятельности человека:

загрязненных токсичными веществами или разнообразным мусором,
полностью или частично утративших плодородный слой почвы,
получивших значительные нарушения целостности рельефа (ямы, бугры).

Также рекультивации, сохранению и восстановлению почв подлежат земли, в которых была нарушена естественная циркуляция поверхностных и грунтовых вод. На них искусственно восстанавливаются естественные направления движения воды.

За очень редким исключением рекультивация осуществляется в два этапа:

Комплекс технических мероприятий. На этом этапе восстанавливается природный рельеф местности, или проводится его имитация. Например, отвалы и терриконы горнодобывающих предприятий, которым нельзя вернуть исходный вид Вид – эволюционно сложившаяся совокупность особей, характеризующаяся единым . ровного участка, подвергаются террасированию. На ровных же участках удаляется либо закапывается весь мусор, а также загрязненные слои почвы. В случае необходимости укладывается новый верхний слой плодородной земли, строятся дренажные или наоборот оросительные системы, укрепляются склоны холмов.
Биологическая культивация. На втором этапе проводятся мероприятия, направленные непосредственно на улучшение плодородных характеристик почвы. В частности проводится биологическая очистка, вносятся удобрения, участок засаживают многолетними травами и деревьями. Проводятся другие агротехнические мероприятия по сохранению почвы и ее восстановлению.

В России порядок проведения работ по восстановлению нарушенных земель регламентируется законодательством и уполномоченными органами государственной и местной власти. Рекультивация проводится строго на основе предварительно составленного проекта.

В зависимости от того, каковы были изначальные причины, по которым возникла необходимость в проведении восстановительных работ, использование рекультивированной земли в сельском хозяйстве становится возможным как в течение ближайших лет, так и может оказаться недопустимым в обозримой перспективе в принципе. Например, площадка, восстановленная после проведения обычных строительных работ или демонтажа здания, может быть включена в севооборот в самые кратчайшие сроки, в то время как рекультивированные территории бывших свалок и промышленных предприятий не подлежат использованию в сельском хозяйстве вообще.

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