Причины изменение состав почвы

Как воздух и вода, почва — важнейший элемент биосферы, во многом определяющий состояние внешней среды обитания человека. Она состоит из разнообразных минеральных и органических веществ. К первым относятся кремнезем, глинозем, известь и магнезия, ко вторым — измененные останки представителей растительного и животного мира. Состав почвы не одинаков в различных местностях: в одном месте в ней преобладают минеральные, в другом — органические вещества. При этом он везде постоянно меняется в качественном отношении. В этом процессе большую роль играют микроорганизмы и дождевые черви.

Почва выполняет две основные функции, которыми обусловлена возможность жизни на Земле:

— производство органических веществ, в том числе сельскохозяйственных культур;
— минерализация отмерших органических остатков.

В наше время почва стала еще и биологическим фильтром, поглощающим и обезвреживающим (утилизирующим) промышленные и коммунально-бытовые отходы.

ДЕГРАДАЦИЯ ПОЧВЫ.

Деградации почвы во многом способствует нерациональное использование земельных ресурсов:
— строительство на плодородных землях индустриальных объектов;
— перегрузка почв удобрениями и пестицидами;
— эрозия, чрезмерное развитие пастбищного животноводства.

На земном шаре на одного человека в среднем приходится около 0,38 га пашни. Но это в среднем. В разных странах этот показатель неодинаков. Так, в Японии он составляет 0,05 га, в наиболее землеобеспеченной Канаде — 2,05 га, в России, как считают специалисты, он близок к оптимальному — 0,88 га. За последние 25 лет площадь сельскохозяйственных угодий сократилась в мире на 33 млн га несмотря на вовлечение в сельскохозяйственный оборот новых земель. За этот же период в России площадь сельскохозяйственных угодий, приходящихся на одного жителя, уменьшалась на 24% , а площадь пашни — на 18% .

Основные причины сокращения сельскохозяйственных угодий:

— зарастание лесом и кустарником мелкоконтурных и удаленных участков;
— развитие эрозионных процессов;
— подтопление и заболачивание земель;
— опустынивание земель;
— использование сельскохозяйственных земель под жилую и промышленную застройку.

Эрозия — это процесс разрушения почвенного покрова и сноса частиц почвы потоками воды (водная эрозия) и ветром (ветровая эрозия).

В России площадь пашни, подверженной водной и ветровой эрозии, составляет 82 млн га, или 64% всей ее площади. Ежегодно потери из-за нее плодородной почвы составляют 1,5 млрд т.

Несмотря на проведение осушительных работ, увеличивается площадь переувлажненных и заболоченных земель. Из земель, используемых под сельскохозяйственные угодья, 7,3% имеют засоленные почвы, а 1,5 млн га — кислые.

Все более значительные масштабы приобретает опустынивание. Общая площадь засушливых земель на нашей планете составляет 6,1 млн га. Из них 32% находятся в Азии, примерно столько же — в Африке, 12% — в Северной Америке, 11% — в Австралии, 8% — в Южной Америке и 5% — в Европе. Причиной опустынивания засушливых земель часто является их засоление. В Европе опустыниванием затронуты 18% орошаемых земель. Подобная картина наблюдается и в нашей стране. За последние пять лет площадь, занятая песками, только в Калмыкии возросла на 4 7,7 тыс. га.

Почвы вокруг больших городов и крупных центров цветной и черной металлургии, химии, нефтехимии, машиностроения, вблизи автомагистралей и тепловых электростанций сильно загрязнены тяжелыми металлами, нефтепродуктами, соединениями фтора и другими токсичными веществами.

Стихийные бедствия и катастрофы, промышленные аварии, выбросы в атмосферу неочищенных или плохо очищенных отходов производства, которые затем осаждаются на почву, вредно влияют на ее состояние, нарушают естественные процессы почвообразования.

Часто происходят необратимые изменения воздухо- и водопроницаемости почвы, ее зернистости и многих других важных свойств.

Разрушение почвы, загрязнение ее химическими и органическими веществами наносят ощутимый вред здоровью людей, растительному и животному миру. Так, нарушение биохимического состава почвы приводит к недостаточному или избыточному содержанию в ней очень важных для здоровья человека и представителей животного мира микроэлементов: йода, кобальта, фтора, молибдена, марганца, цинка, бора, стронция, селена и многих других. Это ведет к изменению их содержания в воде и растениях, а следовательно, и в организме человека.

Помимо химических элементов и соединений в почве могут содержаться болезнетворные микроорганизмы, яйца и личинки червей, паразитирующих в организмах людей и животных. Заражение ими почвы происходит в результате антисанитарного состояния мест сбора и хранения хозяйственных отбросов и разбрасывания нечистот на участках, отведенных для индивидуальных садов и огородов. Пройдя в почве определенный этап своего развития, они попадают на руки и продукты питания, переносятся насекомыми, поднимаются в воздух вместе с пылью, проникают в живые организмы и вызывают различные заболевания.

ОТХОДЫ.

Еще одним фактором загрязнения почвы, а вместе с ней окружающей среды являются свалки, переполняемые промышленными и бытовыми отходами.

Отходы бывают твердые и жидкие.

Твердые отходы — это отходы металлов, дерева и других материалов, пыли минерального и органического происхождений, отходы, поступающие из очистных сооружений, а также промышленный мусор: резина, бумага, ткань, песок и т. п. (схема 18).

К жидким отходам относятся осадки сточных вод после их обработки, а также шламы минерального и органического происхождений в системах мокрой очистки газов.

Твердые бытовые отходы при соответствующей обработке могут быть использованы как сырье для хозяйственной деятельности.

На долю каждого жителя нашей планеты приходится около 20 т отходов в год. Состав их чрезвычайно разнообразен.

Производственные отходы могут содержать ртуть, мышьяк и другие токсичные вещества. Наиболее токсичны шламы гальванических производств. Они содержат ядовитые соединения свинца, кадмия, меди, цинка, а также цианиды, хлориды и др.

Существует классификация отходов различных отраслей промышленности по их воздействию на окружающую среду (табл. 16).

Основные вещества, загрязняющие окружающую среду (перечень согласован странами ООН, участвующими в мероприятиях по улучшению и охране окружающей среды):

К сожалению, из отходов утилизируют главным образом металлы и частично окалину. Большую часть остальных отходов (около 97%) вывозят на свалки, около 2% сжигают и только около 1% перерабатывают с получением полезных продуктов.

Почва обладает способностью к самоочистке. Однако этот процесс очень долгий и сложный, самоочистительные возможности почвы весьма ограничены.

Единственный способ сохранить почву (а следовательно — растительный и животный мир) — не загрязнять ее, использовать щадящие способы ее обработки, грамотно и правильно проводить ее осушение и оводнение, совершенствовать способы очистки сточных вод промышленных предприятий и городов, правильно использовать в сельском хозяйстве химические удобрения.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

18. Из каких элементов состоит почва?

19. Какие факторы внешней среды влияют на состояние почвы?

20. Наличие каких веществ в почве существенно влияет на состояние здоровья человека?

21. Какие биологические факторы загрязняют почву?

22. Расскажите о бытовых и промышленных отходах как о факторах загрязнения почвы. Назовите состав твердых бытовых отходов.

23. Как можно сохранить почву, и почему это очень важно для человека?

Источник

Причины истощения почвы и снижения ее плодородности

Обеднение и деградация почвы — проблема для большинства фермеров и агрокомпаний во всем мире. В том числе, для тех, кто ведет органическое сельское хозяйство. О том, как можно изменить ситуацию, шел разговор на прошедшей в конце февраля конференции в научном центре Сколково.

За прошедшие годы направление биологизации сельского хозяйства шагнуло далеко вперед. К сожалению, в России многие инновационные разработки не представлены. Тем не менее, тренд органического сельского хозяйства в стране развивается быстрыми темпами. Как отметил председатель правления союза органического земледелия Сергей Коршунов: «По сути, мы впрыгнули в уходящий поезд. Но основы этого важного направления в России не формализованы и не описаны, как в интегрированной, так и в биологической системах».

Причины деградации почв

Качество земли с каждым годом становится все хуже: изменения в щелочном, кислотном или солевом составе почвы, уменьшение плодородности, затопление земель, эрозия и другое. Изменения обычно носят локальный характер: например, люди выращивают урожай, изымают его с поля и не возвращают в землю, из которой он высосал жизненные соки. Названные причины в дальнейшем приводят к глобальным экологическим катастрофам. Разберем факторы, влияющие на деградацию почвы более подробно.

Плодородный слой почвы постоянно находится под неблагоприятными воздействиями от дождей, наводнений, сильного ветра, обработки земель человеком. Это приводит к ухудшению качества земли и потере верхнего слоя.

Урожайность земли снижается, когда разные виды бактерий и грибков попадают в почву через биохимические реакции. ООН уже в 1980 году признал сельское хозяйство одной из самых опасных деятельностей, которая несет крупный ущерб живой природе: происходит истощение питательных веществ в земле и общее снижение плодородия. Кроме того, слишком большое количество удобрений и пестицидов уничтожают полезные микроорганизмы, помогающие формировать почву.

Заболачивание приводит к сокращению питательных веществ в почве и меняет ее химический состав, что в дальнейшем приводит к потере производительности и появлению глинистых почв.

Отметим и причины, которые влияют на деградацию земель по вине человека: чрезмерная вырубка лесов, промышленная деятельность, урбанизация и перевыпас. Все они уничтожают растительный покров, что приводит к повышенному темпу эрозии.

Решение проблемы деградации земель

Мелиорация земель.
Снижение качества почвы является одной из основных причин деградации земель и считается причиной 84% постоянно уменьшающихся площадей. Год за годом огромные акры земли теряются из-за эрозии почвы и загрязнения. Около 40% сельскохозяйственных угодий в мире значительно ухудшается по качеству из-за эрозии и использования химических удобрений, которые препятствуют регенерации земли. Снижение качества почвы в результате чрезмерного применения сельскохозяйственных химических удобрений также приводит к загрязнению воды и земли.

Пути решения этой проблемы:

1. Сокращение вырубки леса;
2. Мелиорация земель;
3. Предотвращение их засоления;
4. Правильные механизмы обработки почвы являются одним из наиболее устойчивых способов избежать ухудшения ее качества.

Все эти меры требуют взвешенного и грамотного решения со стороны государственных властей разных государств. Они затронут не только сельское хозяйство, доля которого в развитых странах около 1%, но и строительный, промышленный комплекс, обеспечивающий в значительной степени благосостояние граждан. Поэтому такие решения не вызовут массового одобрения со стороны населения, особенно развитых стран. Но они необходимы, чтобы остановить деградацию земель в глобальном масштабе.
Почвы под угрозой.

Виды деградации почв

Виды деградации почв разделяются на 3 основные группы: Физическая

1. Ухудшение структуры основы почвы в результате изменения климата, опустынивания, каких-то иных естественных процессов и тому подобное. Процессы являются накопительными и медленно приводят к катастрофе или те, которые в течение небольшого времени моментально могут вызвать разрушение природных объектов.
2. Сельскохозяйственные процессы вызывают потерю элементов минерального питания, гумуса, окисление сульфидов, а также промышленные отходы, избыток навоза, разливы нефти ведут к деградации почвы. Биологическая
3. Нарушается биоразнообразие в составе земли, происходит замена доминирующих видов и исчезновение некоторых почвенных организмов.

Все 3 вида наносят многогранный вред не только на плодородную почву, но и могут привести к общей экологической катастрофе.

Будущее почвы — дало всех и каждого

Может ли это означать, что через пару десятков лет и имеющаяся на сегодняшний день частица еще плодородных земель превратится в бесплодную материю? К сожалению, нет поводов это отрицать. Опять-таки к сожалению, в погоне за урожаем, мы недооценили и свой собственный, и земельный потенциал. И теперь, все, что мы можем сделать сегодня, сводится лишь к поддержанию их существующего состояния. Имеющиеся на сегодня способы борьбы с деградацией почвы, а так же меры по ее охране и восстановлению должны проводиться в согласованном единстве всех участников земельных отношений. Ведь только комплексный и системный подход к этой непростой задаче может гарантировать хоть малейшую победу.

Борьба с деградацией на начальном этапе сводится к научно обоснованному планированию и организации любой хозяйственной деятельности. Лишь в таких условиях дальнейшие мероприятия будут эффективны. Среди остальных, не менее важных методов, следует обозначить применение почвозащитных севооборотов, обогащение почвы органическими удобрениями, фитомелиорация склоновых и подверженных эрозии территорий, обустройство гидротехнических противоэрозионных сооружений.

Среди многих причин, определивших начало краха многих древних цивилизаций, ученые выделяют и истощение эксплуатируемых ими земельных ресурсов.

Оценка деградации почв

Существует балльная система оценки качества и функций почв, которая отражает общее состояние растительного слоя. Каждый балл отвечает за уровень падения урожайности на конкретном участке.

• Меньше 5 – недеградированная
• До 25 – слабая деградация
• От 25 до 50 – средняя деградация
• От 50 до 70 – сильная деградация
• Больше 70 – предел деградации

Также в ходу такие критерии, как степень засоленности и заболоченности, подверженность опустыниванию и нарушению рельефа поверхности почв.

Признаки ухудшения состояния почвы

Истощение и деградация почвенного покрова, которые сопровождаются ухудшением плодородия, имеют определенные признаки. Перечислим наиболее явные и распространенные симптомы снижения плодородия почвы:

• изменение структуры почвы (комки, трещины, плотная корка на поверхности);
• следы присутствия вредоносных насекомых и паразитов;
• характерные для грибкового заражения признаки;
• слабое вегетативное развитие культивируемых растений;
• значительное ухудшение показателей урожайности;
• ослабленные и болезненные всходы;
• избыточное скопление водорастворимых солей;
• уменьшение кислотности кислых почв (10% и более);
• увеличение щелочности щелочных почв (10% и более).

Методы сохранения плодородных почв

Для формирования одного сантиметра плодородного слоя почвы земля тратит порядка ста лет. Поэтому нужно уже сейчас задуматься о тех методах, которые помогут сохранить плодородность грунта:

1. Сокращение использования пестицидов и различных синтетических удобрений;
2. Чередование сельскохозяйственных культур на одном и том же участке земли;
3. Отдых поля (без посевов) в течение 5-6 лет;
4. Применение зеленых биоудобрений (растения-сидераты);
5. Мульчирование;
6. Рекультивация земель.

Нарушение структуры

Почва может стать тяжелой, твердой, растрескаться, образовать пласты, подвергнуться эрозии. Определить данный дефект довольно легко. Грунт становится грубым на вид, на нем появляются трещины и корка, а на ощупь обнаруживаются жесткие комки. Такую землю трудно перекапывать. После полива она не сохраняет влагу в течение продолжительного времени и быстро высыхает. Для изменения плохих физических свойств почвы требуется провести рыхление и перекопку. Реакция грунта может быть изменена известкованием. Для восполнения вынесенных из земли питательных веществ необходимо внести в нее удобрения.

Рекультивация земель

Один из способов восстановления плодородности земли – это рекультивация. Обычно данный метод задействуют на: землях, которые загрязнены токсичными веществами, мусором;

• участках, утративших плодородный слой;
• почвах с ямами, буграми.

При рекультивации земель на ровных участках закапывается или удаляется мусор и загрязненный слой почвы, далее укладывается новый слой земли. При необходимости проводятся дренажные или оросительные работы.

Второй этап состоит из мероприятий, которые улучшают состав почвы: био-очистка, удобрения, посев многолетних трав и деревьев.

«Токсикоз» почвенного покрова

Научно доказано, что продолжительное произрастание одного вида растений негативно сказывается на состоянии почвы. Например, древесные породы (в частности, хвойные растения) приводят к накоплению в недрах земли высококонцентрированных ионов алюминия. Также негативную роль в плодородии почвы играют соли железа и подвижные формы марганца, которые, к тому же, считаются токсичными для полезных микроорганизмов.

Длительно произрастающие на одном месте древесные породы начинают выделять из корней колины. Данные аллелопатические активные вещества приводят к истощению и развитию «токсикоза» почвенного покрова.

Значение деградации почвы для здоровья людей

Почва, достигшая предела деградации, становится абсолютно непригодной для выращивания культур, а также для выпаса домашних животных. Это влияет на сокращение количества продуктовых запасов и может привести к голоду в отдельных странах, а затем и в мире.

Кроме этого, загрязняющие почву элементы попадают в дальнейшем в воду, атмосферу и грозят увеличением роста различных заболеваний, которые могут достичь масштаба глобальных эпидемий. Все эти факторы являются предвестником резкого сокращения численности населения планеты.

Сохранение почвы зависит от людей и каждый может более бережно к ним относиться и правильно их использовать.

Заболачивание грунта

Прохладный влажный климат, для которого характерны обильные осадки, может стать причиной заболачивания почвы. Избыток влаги приводит к уменьшению количества кислорода в корнеобитаемых слоях грунта. Результатом заболачивания местности становятся образования закисных соединений. Количество полезных микроорганизмов и беспозвоночных членистоногих, которые рыхлят землю, значительно уменьшается. Также наблюдается накопление неразложившихся остатков растительного происхождения. Заболачивание почвы сопровождается отмиранием жизнеспособных частей растений.

Влияние кислых осадков

Под кислыми осадками подразумеваются кислотные дожди, pH которых достигает значения 2,5-5,5 единиц. При этом стоит отметить тот факт, что кислотные дожди содержат азотную, серную и даже соляную кислоты. Попадание в грунт такого химического состава приводит к «окислению». Вместе с дождевой водой почва насыщается свинцом, медью, железом, алюминием, серой, подвижной ртутью. Столь «тяжелый» состав негативно сказывается на плодородии почвенного покрова.

Негативное воздействие огня

Лесные пожары и сжигание сухой растительности на приусадебном участке – одна из причин снижения плодородия почвы. Как известно, под воздействием огня азот преобразуется в газообразное состояние. Приблизительно 90% азота из грунта улетучивается в атмосферу. Также наблюдается гибель ценного почвоулучшающего слоя, снижение кислотности почвенного покрова. В результате выгорания почва утрачивает свои дренированные способности. Характерное для послепожарного состояния уплотнение грунта приводит к слабому развитию или даже гибели выживших растений.

Размножение сорных растений

Предрасположенные к активному росту и обильному разрастанию сорные растения забивают сельскохозяйственные, огородные и садовые культуры. Как результат – заметно ухудшаются показатели урожайности.

Стоит отметить, что сорные растения быстрыми темпами поглощают не только пространство, но также влагу и полезные микроэлементы. При обильном разрастании сорных растений происходит снижение плодородия почвы. Для подавления сорняков рекомендована посадка кукурузы, подсолнечника, люпина и прочих сельскохозяйственных культур с глубоко уходящими в грунт корнями – процесс естественного рыхления почвы.

Заражение вредными бактериями и грибками

Почва насыщена бактериями, грибами, различными микроорганизмами. Причем агропочвенные микроорганизмы бывают полезными и вредными. Первые – полезные – способствуют эффективной переработке органики в нужные для вегетативного развития растений минеральные вещества. Патогенные микроорганизмы, наоборот, разрушают корневую систему растений, ухудшают состояние почвенного покрова, снижают уровень плодородия. Выявить заражение несложно: произрастающие на участке молодые растения поражаются болезнями, которые были характерны для прошлогодних культур.

Эрозия

Наивысшая степень деградации земли – это полное уничтожение слоя почвы.
p, blockquote 4,0,0,0,0 –>

Вероятно, актуальность проблема деградации грунта приобрела в ХХ веке, когда земледелие и животноводство достигло высокого развития. Все больше территорий стало отводиться под выращивание урожаев и выпаса животных. Этому способствует вырубка лесов, изменение водных бассейнов рек, эксплуатация прибережных зон и др. Если все это будет продолжаться в подобном духе, то скоро не останется места на земле, пригодного для жизни. Почва не сможет давать нам урожаи, исчезнут многие виды растений, что приведет к нехватке продовольствия и вымиранию значительной части населения планеты, а также погибнут многие виды животных и птиц.

Источник