Разрушение почв состав значение

Структура почвы, её значение, способы создания и факторы разрушения.

Структура почвы — способность почвы распадаться на агрегаты называется структурностью, а совокупность агрегатов различной величины, формы и качественного состава называется почвенной

Структура является важным свойством почв; она определяет ряд других свойств почвы и влияет на ее плодородие. В песчаных и супесчаных почвах механические элементы обычно находятся в раздельночастичном состоянии. Суглинистые и глинистые почвы могут быть структурными и бесструктурными или малоструктурными.

Качественная оценка структуры определяется ее размером, пористостью, механической прочностью и водопрочностью. Более агрономически ценными являются макроагрегаты размером 0,25 — 10 мм, обладающие высокой пористостью (более 45%), механической прочностью и водопрочностью. Наряду с макроагрегатами благоприятное влияние на плодородие почв оказывают и микроагрегаты размером от 0,05 до 0,25 мм.

Почвы, обладающие водопрочной и механически прочной структурой не заплывают при сильном увлажнении и устойчивы к разрушению при механической обработке.

Важным свойством структуры почвы является ее пористость. В лучших черноземах пористость агрегатов достигает 50 % их объема, что обеспечивает благоприятные водно — воздушные свойства этих почв. Чем ниже пористость агрегатов, тем меньше в почве содержится продуктивной влаги и воздуха и тем хуже условия роста и развития растений. Поэтому почва с низкой пористостью агрегатов агрономически малоценна.

Агрономическое значение структуры состоит в том, что она положительно влияет на следующие свойства и режимы почв: пористость и плотность сложения (общие физические свойства); связность, удельное сопротивление при обработке и коркообразование (физико — механические свойства); противоэрозионную устойчивость почв; а также на водный, воздушный, тепловой, окислительно — восстановительный, микробиологический и питательный режимы. При наличии агрономически ценной структуры почвы в ней создается благоприятное сочетание капиллярной и некапиллярной пористости. Между агрегатами преобладают некапиллярные поры, а внутри агрегатов — капиллярные. Некапиллярные поры (поры аэрации) имеются также и внутри комка.

Структурная почва по сравнению с бесструктурной имеет рыхлое сложение, меньшую плотность и большую пористость. Благодаря наличию некапиллярных пор структурная почва хорошо впитывает влагу, которая по мере движения рассасывается комками; промежутки между комками заполняются воздухом. Воздух содержится и в порах аэрации внутри комков. Потери воды от поверхностного стока незначительны, а наличие некапиллярных пор предохраняет почву от испарения влаги с поверхности. Следовательно, в структурной почве одновременно создаются условия обеспечения растений влагой и воздухом.

В бесструктурной почве механические элементы лежат плотно, поэтому в ней образуются в основном капиллярные поры. Вода поглощается медленно, значительная часть ее теряется за счет поверхностного стока. Сплошная капиллярная связь в толще почвы вызывает потери влаги от испарения. В такой почве нередко наблюдаются два крайних состояния увлажнения: избыточное или недостаточное. При избыточном увлажнении все промежутки заполнены водой, воздух отсутствует. В этих условиях развиваются анаэробные процессы, ведущие к потере азота в результате денитрификации, образуются вредные для растений закисные формы железа и марганца и закрепляется фосфор в труднорастворимых формах, что создает неблагоприятный питательный режим. При недостаточном увлажнении в почве много воздуха, но растения испытывают недостаток в воде.

Рыхлое сложение структурной почвы способствует лучшему прорастанию семян и распространению корней растений. Бесструктурная почва после увлажнения заплывает, а при подсыхании уплотняется, образуя корку; в такой почве затруднено прорастание семян и распространение корней растений. Диапазон оптимальной влажности для обработки бесструктурной почвы значительно уже, чем для структурной.

Регулирование структуры почвы. Структура почвы при сельскохозяйственном использовании, если не применять необходимых мер, постепенно теряет свою водопрочность и разрушается. Управление процессами структурообразования позволяет поддерживать почву в необходимом структурном состоянии. Основными причинами утраты структуры являются: механическое разрушение, физико — химические и биологические процессы, происходящие в почве.

Механическое разрушение структуры почвы происходит вследствие обработки почвы, передвижения по ее поверхности машин и орудий, людей и животных. Важнейшими путями уменьшения механического разрушения является обработка почвы в спелом состоянии и сокращение количества обработок.

Физико — химические причины утраты структуры связаны с реакциями обмена внутри почвы кальция и магния на натрий и аммоний. При этом коллоиды (главным образом, гумусовые вещества), прочно цементирующие механические элементы в агрегаты, пептизируются при увлажнении, и структурные отдельности разрушаются. Поэтому приемы химической мелиорации почв (известкование, гипсование и др.) способствуют улучшению ее структуры.

Биологические причины разрушения структуры обусловлены разложением гумусовых веществ почвенными микроорганизмами. В результате потери гумуса — главного цементирующего вещества — структура почвы теряет водопрочность и разрушается. В пахотных почвах наряду с разрушением структуры происходит и ее создание; поэтому в зависимости от того, какие процессы будут преобладать, наблюдается уменьшение или увеличение содержания водопрочных агрегатов.

Восстановление и сохранение структуры почвы при ее сельскохозяйственном использовании осуществляется агротехническими методами и путем введения в почву искусственных структурообразователей.

К агротехническим методам улучшения структуры почв относятся: посев многолетних трав, обработка почвы в спелом состоянии, известкование кислых почв, гипсование солонцовых почв, внесение минеральных и особенно органических удобрений. Прочная структура образуется под воздействием как многолетних трав, так и однолетних культур: пшеницы, подсолнечника, кукурузы и др. Лен, картофель, овощные культуры, имеющие мало развитую корневую систему, оказывают небольшое структурообразующее действие на почву.

Многолетние травы (особенно бобовые и их смеси со злаками) играют более важную роль в создании агрономически ценной структуры, чем однолетние культуры. Это объясняется тем, что многолетние травы образуют мощную и сильно разветвленную корневую систему. В их корневых остатках содержится значительное количество белков, углеводов и других соединений, благоприятных для жизнедеятельности микроорганизмов и образования гумусовых веществ. В корневых остатках однолетних культур к моменту их созревания содержится в основном клетчатка, малопригодная для гумусообразования.

Искусственное оструктуривание почв осуществляется путем введения в них небольшого количества (0,001 % массы почвы) структурообразующих веществ, главным образом состоящих из производных акриловой, метакриловой и малеиновой кислот.

Источник

Утрата и восстановление структуры почвы

Причинами утраты структуры являются:

механическое разрушение, физико-химические явления и биологические процессы.

Механическое разрушение структуры происходит под влиянием обработки почвы, передвижения по ее поверхности машин и орудий, людей, животных, под ударами капель дождя.

Важнейшими путями уменьшения механического разрушения почвенной структуры является обработка почвы в состоянии ее спелости, а также минимализация обработки.

Физико-химические причины утраты структуры связаны с реакциями обмена двухвалентных катионов (кальция и магния) в ППК на одновалентные (натрий и аммоний).

При этом коллоиды (главным образом гумусовые вещества), прочно цементирующие механические элементы в агрегаты, пептизируются при увлажнении и структурные отдельности разрушаются. Поэтому приемы химической мелиорации почв (известкование, гипсование и др.), приводящие к обогащению ППК обменным кальцием, способствуют и улучшению структуры.

Биологические причины разрушения структуры связаны с процессами минерализации почвенного гумуса — главного клеящего вещества при образовании структуры.

Восстановление и сохранение структуры — непременное условие ведения земледелия. Существуют приемы, способствующие восстановлению почвенной структуры.

К химическим приемамотносят известкование кислых почв и гипсование солонцов. В результате известкования почва становится более структурной, в ней увеличивается водопроницаемость и уменьшается плотность.

Известкованные почвы отличаются более благоприятными физико-механическими свойствами.

Гипсование устраняет щелочную реакцию солонцовых почв, улучшает их физические свойства и структурное состояние. Однако применением известкования и гипсования нельзя полностью решить проблему улучшения физико-механических свойств и структуры почвы.

Биологические приемы направлены на повышение содержания органического вещества (гумуса) в почве. Эти приемы универсальны и долговечны. С увеличением содержания гумуса в почве улучшаются не только физико-механические и химические свойства, но и все почвенные режимы: пищевой, водный, воздушный.

Искусственное оструктуривание почв осуществляется введением в них небольшого количества структурообразующих веществ, по преимуществу органических соединений (П. В. Вершинин).

Сложение почвы — физическое состояние почвенного материала (в профиле почвы в целом или в ее отдельном горизонте), обусловленное взаимным расположением и соотношением в пространстве твердых частиц и связанных с ними пор (геометрия пространства, занятого почвенным материалом).

По степени плотности различают:

слитное (очень плотное), плотное, рыхлое и рассыпчатое сложение почвы.

При слитном сложении почва не поддается копке лопатой;

при плотном сложении лопата входит в почву с большим трудом;

при рыхлом сложении она входит легко,

а при рассыпчатом — без всяких усилий.

По характеру пористости различают следующие типы сложения почвы:

тонкопористое — диаметр пор меньше 1 мм;

пористое — поперечник нор колеблется в пределах 1—3 мм;

губчатое — много пор диаметром 3—-5 мм;

ноздреватое — почва имеет полости от 5 до 10 мм;

ячеистое — характеризуется полостями крупнее 10 мм;

трубчатое — полости соединяются в канальцы.

Кроме различного рода пор и полостей, которые обычно пронизывают структурные отдельности, пористость почв характеризуется системой трещин, образующихся в сухое время года.

По этому признаку различают

тонкотрещиноватое сложение — ширина трещин но превышает 3 мм;

трещиноватое — трещины достигают 10 мм ширины;

Источник

Серьезная экологическая проблема — разрушение почвы: причины, способы мелиорации

Почва – это важный компонент нашей среды обитания. Её главная функция на экологической арене заключается в почвенном плодородии. Нарушенный биологический круговорот приводит к деградации почвы и возникает необходимость в её мелиорации.

Причины деградации почвенного слоя

Деградация почвы может возникать естественным способом или становится причиной воздействия антропогенной деятельности. Итог чрезмерной деградации – это серьёзные экологические проблемы глобального масштаба.

Деградация земель может возникать по следующим причинам:

Физические факторы – способны менять естественный состав и структуру почвы. К ним относят дожди, поверхностные стоки, наводнения, ветровую эрозию и обработку земли. Плодородный верхний слой ухудшается, что приводит к снижению качества почвы.
Биологические факторы – деятельность людей и растения. Микробная активность почвы может снижаться из-за некоторых видов бактерий и грибков. Это приводит к низким показателям урожайности и пригодности почвы. Воздействие человеческого фактора оказывает влияние на истощение питательных веществ в земле.
Химические факторы – большой уровень щёлочности, кислотности или заболачивания воды. По этой причине химические свойства земли изменяются, происходит снижение уровня питательных веществ. В этом случае фактор может привести к необратимым изменениям.

Перечисленные факторы увеличивают возможность эрозии почвы, появляется её отслоение, что приводит к изменению состава и структуры. Сельскохозяйственная деятельность, по причине неправильного использования химических веществ, убивает организмы, отвечающие за связывание почвы.

Причины деградации земель по вине человека:

Вырубка лесов и удаление растительного покрова – увеличивается влияние минералов на землю.
Промышленная и горнодобывающая деятельность – загрязняет и уничтожает растительный покров, отдаёт почве химические химикаты в виде ртути. Итог – земля непригодна для дальнейшего использования, в каких бы то ни было целях.
Неверная практика выращивания – слой почвы становится похож на отдельные небольшие «островки», тем самым увеличивается скорость эрозии.
Урбанизация – уничтожает растительный покров, влияет на уплотнение почвы в период строительства. По причине смены дренажной схемы, почва покрывается толстым слоем бетона, который усиливает поверхностный сток – возникает эрозия верхнего слоя почвы.
Перевыпас – верхний растительный покров полностью исчезает вместе с частицами почвы: темпы эрозии увеличиваются.

Современные химические удобрения нарушают естественный уровень минералов в почве, вызывают снижение питательных веществ. Неправильное применение удобрений влияет на скорость деградации земельного участка, биологическая активность понижается, а токсические содержания накапливаются.

По этим причинам запускаются процессы деградации земель, которые приводят к экологическим проблемам. Биоразнообразие снижается, тем самым запускается очередной виток разрушительных процессов.

Типы разрушения

По причинам воздействия развиваются несколько типов деградации почв. К ним относятся:

водная и ветровая эрозия почвы, при которой происходит отрыв и перенос обломков, сопровождающиеся их дальнейшим отложением;
засоление из-за техногенных рассолов в почве и нарушения режима орошения;
осолонцевание при техногенном засолении соединениями, в состав которых входит натрий;
вторичное заболачивание – возникает из-за нарушений стоков грунтовых и поверхностных вод, с которыми не справляются осушительные системы;
загрязнение почв – химические вещества в почве превышают естественные показатели;
опустынивание – орошаемые земли становятся безводными, напоминающие безжизненную пустыню.

Последствия

Сельскохозяйственная деятельность наносит колоссальный вред почве, которая проявляется в катастрофических последствиях локального и глобального масштаба. Говоря о втором, стоит указать, что за последние несколько тысяч лет общая площадь, пригодная для сельскохозяйственного применения, сократилась в два раза. Многие пустыни и полупустыни возникли по причине антропогенного характера.

К последствиям деградации, связанной с физическим явлением, относят:

снижается уровень почвенного плодородия;
разорение почвенной биоты;
дегумификация;
слитизация;
критический уровень перераспределение поверхностных вод;
локальное вымокание;
засуха.

Методы мелиорации для сохранения плодородия

На формирование плодородного слоя земли в 1 см потребуется около ста лет. По этой причине, главная задача заключается в том, чтобы сохранить плодородие на текущем уровне и планировать его дальнейшее ежегодное повышение. Этот процесс должен нести постоянный характер, и в то же время не мешать ведению сельского хозяйства в настоящий момент. Для этого следует применять следующие методы:

Снизить количество химии. Необходимо сократить применение ядохимикатов и синтетических удобрений. Пестициды оказывают губительное влияние не только на вредителей, но и на микрофлору поля. Минеральные удобрения можно заменить навозом, торфом или компостом. Ядохимикаты применяются лишь для конкретной проблемы и не должны использовать в целях профилактики.
Соблюдение правил севооборота. Он уменьшает истощение почвы и сдерживает размножение вредителей. При этом методе снижается необходимость в использовании агрохимии.
Чёрный пар или «отдых» для земли. В период нарушения плодородия почвы или раз в пять лет, участок необходимо оставить незасеянным на один сезон.
Сидераты. Если объём натуральных удобрений не велик, можно воспользоваться растениями-сидератами. После того как они вырастают, сидерат следует запахать в поле в виде удобрения.
Мульчирование – помогает при ветровой и водяной эрозии, способствуя сохранению уровня влаги в почве. На территории промышленного поля мульчирование использовать сложно, но в частных огородах метод показывает положительные тенденции.

Рекультивация земель

Рекультивация земель – это мероприятия, способствующие улучшению и восстановлению продуктивности нарушенных земель из-за природопользования:

загрязнение земли токсичными веществами и другим мусором;
утратившие большую часть плодородного слоя земли;
имеющие нарушения в целостности рельефа.

Рекультивация также может проводиться на землях, в которых нарушен естественный уровень циркуляции поверхностных и грунтовых вод. В этом случае рекультивация помогает отрегулировать и восстановить движение воды.

В некоторых случаях процесс рекультивации может проходить в несколько этапов:

Комплекс технических мероприятий. В этот момент внимание уделяется восстановлению естественного рельефа местности, а также может проводиться его имитация. Террасированию подвергаются участки, находящиеся в местах горнодобывающих предприятий, так как им невозможно вернуть прежний вид.На выровненных участках мусор закапывается, в сложных случаях укладывается новый верхний слой. Склоны холмов дополнительно укрепляют, устанавливают дренажные и оросительные системы.
Биологическая культивация. Второй шаг заключается в повышении плодородных показателей почвы. На этом этапе применяется биологическое очищение, происходит удобрение почвы, участок засаживается многолетними травами и деревьями.

Почва в процессе природных и техногенных воздействий меняется. Показатели плодородия снижаются, а участки земель становятся уязвимыми. Их рекультивация помогает восстанавливать биологический баланс полезных веществ, однако на это уходит много времени. Главный фактор сохранения почвы – своевременная забота об участке.

Источник